Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku - Białej	Imię i nazwisko: 1.	Rok: 3	Grupa: 3	Zespół: 5
Pracownia : Technologii wody i ścieków	Temat ćwiczenia: Zmiękczanie wody metodą fosforanową.	Nr ćwiczenia: 3
Data oddania sprawozdania:	Zwrot do poprawy:	Data oddania:	Data zaliczenia:	Ocena:

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA:

Twardość wody – cecha wody, będąca funkcją stężenia soli wapnia, magnezu i innych metali, które są zdolne do tworzenia soli na wyższym niż pierwszy stopień utlenienia.
Zmiękczanie ma na celu usunięcie z wody jonów nadających jej twardość, to jest przede wszystkim kationów wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) oraz występujących w znacznie mniejszych ilościach, kationów takich metali, jak Fe2+, Mn2+, Al3+

NA PRAWIDŁOWY PRZEBIEG PROSCEU ZMIĘKCZANIA MA WPŁYW:

• naturalny skład wody,

• nadmiar jonów wchodzących w skład wytrąconego związku w stosunku do ilości stechiometrycznej,

• temperatura,

METODY ZMĘKCZANIA:
Często zmiękczanie wody łączone jest z jednoczesnym zmniejszeniem w niej ilości kwaśnych węglanów, powodujących zasadowość „m”. Podział metod:

• metody strąceniowe- w których wykorzystuje się zmianę iloczynu rozpuszczalności zawartych w wodzie soli wapniowych i magnezowych pod wpływem dodawanego reagenta

• metody jonitowe- gdzie usuwanie kationów nadających wodzie twardość następuje na drodze wymiany na kationy nie powodujące twardości

Cel doświadczenia: określenie potrzebnej dawki reagenta i wpływu temperatury na skuteczność zmiękczania wody

2. PRZEBIEG DOŚWIADCZENIA:

• Badanie właściwości fizykochemicznych wody surowej

• Obliczenie twardości węglanowej i niewęglanowej

• Oblicznie dawki koagulanta ze wzoru:
  D_Na3PO4 = 106,4 T_Wn + 17,9 T_Ww [mg/dm3]
  DNa₃PO₄ - dawka bezwodnego fosforanu trójsodowego, [mg/dm3],
  T_Wn - twardość niewęglanowa wody, [mval/dm3],
  T_Ww - twardość węglanowa wody, [mval/dm3].

• Do 2 zlewek odmierzenie po 1 dm³ wody i wprowadzić obliczone dawki reagenta,

• Próbki wymieszać, jedną pozostawić w temperaturze pokojowej, a drugą podgrzać

• Po 30 minutach przystępuje się do przesączenia wody

• Przesączoną wodę poddaje się badaniom właściwości fizykochemicznych

• Przedstawienie wyników w tabeli

3. OBLICZE NIA:

1) Obliczenia parametrów dla wody surowej:

- zasadowość ogólna Z_m:

$$X = \frac{a \bullet n \bullet 1000}{V}\ \lbrack mval/l\rbrack$$

a- ilość cm³ roztworu kwasu zużytego na miareczkowanie próby,
n- normalność roztworu kwasu solnego,
V- objętość próbki wody zużytej do oznaczenia,

$$X = \frac{1,9 \bullet 0,1 \bullet 1000}{100} = 1,9\lbrack mval/l\rbrack$$

- zasadowość wobec fenoloftaleiny Z_p, nie występuje.

- twardość ogólna:

Twardość ogólna =20⋅V⋅c [mval/l]

gdzie:

V- objętość próbki wody,
c- stężęnie,

Twardość ogólna =20⋅2,01⋅0,05=2,01 [mval/l]

- twardość węglanową i niewęglanową wody obliczamy z zależności:

a) jeżeli zasadowość ≥ twardości ogólnej to:

twardość węglanowa= twardości og.,

twardość niewęglanowa= 0.

b) jeżeli zasadowość < twardości ogólnej to:

twardość węglanowa= zasadowości,

twardość niewęglanowa= twardość ogólna- zasadowość.

W naszym przypadku jest to zależność b) czyli:

Tw_w = 1,9 [mval/l]

Tw_n = 2,01- 1,9= 0,11 [mval/l]

- kwasowość ogólna:

$$K_{o} = \frac{50 \bullet a}{V}\ \lbrack mval/l\rbrack$$

gdzie:

a- ilość roztworu 0,05 n NaOH zużyta do zmiareczkowania próbki badanej wody,

V- objętość próbki wody zużytej do oznaczenia,

$$K_{o} = \frac{50 \bullet 0,37}{100} = 0,19\ \lbrack mval/l\rbrack$$

- zawartość wapnia:

Y (Ca²⁺) = 20⋅V⋅c [mval/l]

Y (Ca²⁺) = 20⋅0,97⋅0,05 = 0,97 [mval/l]

- zawartość magnezu:

Y (Mg²⁺) = twardość całkowita - Y (Ca²⁺)
Y (Mg²⁺) = 2,01 - 0,97 = 1,04 [mval/l]

- odczyn: 6,8

2) Obliczanie dawki fosforanu trójsodowego ze wzoru oraz z wyników analizy wody surowej:

D_Na3PO4 = 106, 4  • T_Wn + 17, 9 • T_Ww [mg/dm³]

gdzie:

D_Na3PO4- dawka bezwodnego fosforanu trójsodowego, [mg/dm³],

T_Wn - twardość niewęglanowa wody, [mval/dm³],

T_Ww - twardość węglanowa wody, [mval/dm³].

D_Na3PO4=106,4 •0,11+17,9•1,9=45,71 [mg/dm³]

W taki sam sposób obliczyłyśmy parametry dla wody o temperaturze pokojowej oraz wody o temperaturze 68°C. Wszystkie wyniki znajdują sie w tabeli 1.

Tabela 1. Wyniki zmiękczania wody naturalnej fosforanem trójsodowym.

Oznaczenia	Jednostki	Woda surowa	Woda zmiękczona
			Temp.pokojowa
Twardość ogólna	mval/dm^3	2,01	2,35
Wapń	mval/dm^3	0,97	1,27
Magnez	mval/dm^3	1,04	1,08
Twardość węglanowa	mval/dm^3	1,9	2,08
Twardość niewęglanowa	mval/dm^3	0,11	0,27
Kwasowość	mval/dm^3	0,19	0
Zasadowość	mval/dm^3	1,9	2,08
Zasadowość	mval/dm^3	0	0,09
Odczyn	pH	6,8	7,3

4. WNIOSKI.