Woda. Wybrane właściwości . Oznaczanie twardości wody.
Oznaczanie twardości węglanowej.
Celem doświadczenia jest oznaczenie twardości węglanowej metodą acydymetryczną ( miareczkując próbę wody kwasem solnym wobec wskaźnika - oranżu metylowego ).
Korzystałam z probówek, biurety, kolb stożkowych, pipet, statywu, zlewki oraz z następujących odczynników: próba wody ( 20 cm3 wody wodociągowej i 80 cm3 wody destylowanej ), 0.01 M HCl ( kwas solny ), wskaźnik - oranż metylowy.
W kolbach przygotowałam dwie próby wody ( każda próba zawierała 20 cm3 wody wodociągowej i 80 cm3 wody destylowanej ). Następnie do każdej z kolb dodałam po trzy krople oranżu metylowego ( próba zabarwiła się na kolor żółty ) . Biuretę napełniłam 0.01 M HCl ( kwasem solnym ). Następnie umieściłam pierwszą kolbę z badaną próbą wody pod biuretą i rozpoczęłam miareczkowanie mojej próby do zmiany zabarwienia z koloru żółtego na kolor cebulkowy. Po zakończeniu miareczkowania odczytałam objętość HCl ( kwasu solnego ) zużytego na miareczkowanie. Oznaczenie powtórzyłam jeszcze raz z drugą kolbą.
Reakcje:
Ca(HCO3)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2
Mg(HCO3)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O + 2 CO2
W moich pomiarach uzyskałam następujące wyniki :
1 próba
VHCl=6,5 cm3
2 próba
V= 6,3 cm3
Przyjmuję wynik średni 6,4 cm3
Obliczam zawartość CaO w 100 cm3 badanej próby:
Dane: Szukane:
MCaO = 56,0 g/mol mCaO= ?
VHCl = 6,4 cm3 = 0,0064dm3
CHCl = 0,01 mol/dm3
Z równania reakcji ( strona 1 ) wynika, że 1 mol Ca(HCO3)2 reaguje z 2 molami HCl, więc :
1 mol CaO reaguje z 2 molami HCl
n = C · V
nHCl = CHCl · VHCl
n = m ÷ M
nCaO = mCaO÷ MCaO
nHCl - nCaO
2 - 1
CHCl · VHCl - mCaO ÷ MCaO
2 - 1
CHCl · VHCl = 2 · mCaO ÷ MCaO
mCaO = CHCl · VHCl · MCaO ÷ 2
mCaO = 0,01 · 0,0064 · 56,0 ÷ 2
mCaO = 0,001792
[ mCaO ] = [ mol/dm3 · dm3· g/mol ] = [ g ]
Obliczam twardość węglanową wody w 100 cm3 badanej próby:
Dane: Szukane:
mCaO = 0,001792 g = 1,792 mg Tw = ?
Vwody = 100 cm3 = 0,1 dm3
1° n - 10 mg CaO w 1 dm3
Tw - mCaO · 10
Tw = mCaO · 10 ÷ 10
Tw = mCaO
Tw = 1,8 ° n
Twardość węglanowa wody w 100 cm3 próby wynosi 1,8 ° n
Oznaczanie twardości ogólnej
Celem doświadczenia jest oznaczenie twardości ogólnej metodą kompleksometryczną ( miareczkując próbę wody wersenianem disodowym EDTA wobec wskaźnika - czerni eriochromowej ).
Korzystałam z probówek, biurety, kolb stożkowych, pipet, statywu, zlewki oraz z następujących odczynników: próba wody ( 20 cm3 wody wodociągowej i 60 cm3 wody destylowanej ), bufor amonowy, wskaźnik - czerń eriochromowa, 0,01 M EDTA.
W kolbach przygotowałam dwie próby wody ( każda próba zawierała 20 cm3 wody wodociągowej i 80 cm3 wody destylowanej ). Następnie do każdej z kolb dodałam około 2 cm3 buforu amonowego oraz szczyptę czerni eriochromowej ( próba zabarwiła się na kolor fioletowy ) . Biuretę napełniłam 0.01 M EDTA ( wersenianem disodowym ), ( do pewnej objętości ). Następnie umieściłam pierwszą kolbę z badaną próbą wody pod biuretą i rozpoczęłam miareczkowanie mojej próby do zmiany zabarwienia z koloru fioletowego na kolor niebieski. Po zakończeniu miareczkowania odczytałam objętość EDTA ( wersenianu disodowego ) zużytego na miareczkowanie. Oznaczenie powtórzyłam jeszcze raz z drugą kolbą.
Reakcje:
Ca2+ + H2Y2- → CaY2- + 2 H+
Mg2+ + H2Y2- → MgY2- + 2 H+
W moich pomiarach uzyskałam następujące wyniki :
1 próba
VEDTA=4,5 cm3
2 próba
VEDTA=4,6 cm3
Przyjmuję wynik średni 4,55 cm3
Obliczam zawartość Ca2+ w 100 cm3 badanej próby:
Dane: Szukane:
MCaO = 56,0 g/mol mCaO = ?
VEDTA = 4,55 cm3 = 0,00455dm3
CEDTA = 0,01 mol/dm3
Z równania reakcji ( strona 3 ) wynika, że 1 mol Ca ( II ) reaguje z 1 molem EDTA (H2Y2- ), więc 1 mol CaO reaguje z 1 molem EDTA (H2Y2- )
n = C · V
nEDTA = CEDTA · VEDTA
n = m ÷ M
nCaO = mCaO÷ MCaO
nEDTA - nCaO
1 - 1
CEDTA · VEDTA - mCaO ÷ MCaO
1 - 1
CEDTA · VEDTA = mCaO ÷ MCaO
mCaO = CEDTA · VEDTA · MCaO
mCaO = 0,01 · 0,00455 · 56,0
mCaO = 0,002548
[ mCaO ] = [ mol/dm3 · dm3· g/mol ] = [ g ]
Obliczam twardość ogólną wody w 100 cm3 badanej próby:
Dane: Szukane:
mCaO = 0,002548 g = 2,548 mg To = ?
Vwody = 100 cm3 = 0,1 dm3
1° n - 10 mg CaO w 1 dm3
Tw - mCaO · 10
Tw = mCaO · 10 ÷ 10
Tw = mCaO
Tw =2,5° n
Twardość ogólna wody w 100 cm3 próby wynosi 2,5 ° n.
3