INSTRUKCJA

Oznaczania ditlenku węgla agresywnego metodą obliczeniową (pośrednią)

wg PN- 74 C-04547/03

Formy występowania dwutlenku węgla można przedstawić według poniższego schematu:

CO2 ogólny
CO2 związany			CO2 wolny
CO2 węglanowy	CO2 wodorowęglanowy	CO2 równowagi		CO2 agresywny

Zawarte w wodzie jony węglanowe, wodorowęglanowe oraz wolny dwutlenek węgla są związane między sobą równaniem równowagi węglanowej:

CO₂ + H₂O ↔ H⁺ + HCO₃^- ↔ 2H⁺ + CO₃^2-

Dwutlenek węgla można oznaczyć jako:

• dwutlenek węgla wolny,

• dwutlenek węgla węglanowy

• oraz dwutlenek węgla wodorowęglanowy.

Postać w jakiej dwutlenek węgla występuje w wodach naturalnych zależy od odczynu. Ilustrują to dane zamieszczone w Tabeli 4.

Tabela 4. Występowanie różnych form dwutlenku węgla w wodzie w zależności od pH

Postać CO2	pH wody
		4,0	5,0	6,0	7,0	8,3	9,0	10,0	11,0	12,0
		% zawartość CO2
wolny	99,5	95,4	67,7	17,3	2,0	1,0	0,2	-	-
wodorowęglanowy	0,5	4,6	32,3	82,7	97,4	97,8	94,1	62,5	14,3
węglanowy	-	-	-	-	0,6	1,2	5,7	37,5	85,7

Jak wynika z Tabeli 4 praktycznie można przyjąć, że pH 4 jest wartością graniczną istnienia dwutlenku węgla wodorowęglanowego, a pH 8,3 jest wartością, przy której zanika wolny dwutlenek węgla i pojawia się dwutlenek węgla weglanowego.

Wolny dwutlenek węgla występuje w wodach naturalnych w postaci rozpuszczonego CO₂ i jedynie niespełna 1% znajduje się w postaci H₂CO₃.

Do oznaczania wolnego dwutlenku węgla zaleca się wykorzystanie metody miareczkowej wg PN-74/C-04547/01.

Oznaczanie polega na miareczkowaniu wolnego dwutlenku węgla (CO₂) oraz kwasu węglowego (H₂CO₃), który jest słabo zdysjocjowany, roztworem wodorotlenku sodu (NaOH) wobec fenoloftaleiny jako wskaźnika do pH równego 8,3. Przebieg reakcji jest następujący:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

H⁺ + OH^- ↔ H₂O

HCO₃^- + OH^- ↔ CO₃^2- + H₂O

W oznaczeniu przeszkadzają następujące czynniki:

• sole żelaza powyżej 1 mgFe/dm³,

• twardość wody powyżej 3,6 mval/dm³,

• barwa wody większa niż 50 mgPt/dm³.

Zasada metody obliczeniowej polega na oznaczeniu zasadowości ogólnej oraz zawartości wolnego ditlenku węgla w badanej próbce i obliczeniu na podstawie tych danych odczytanych z tablicy zawartości agresywnego ditlenku węgla.

WYKONANIE OZNACZENIA

Wykonanie oznaczenia wolnego ditlenku węgla metodą miareczkową

wg PN-74/C-04547/01.

Do cylindra Nesslera z korkiem o pojemności 100 cm³ delikatnie zlewarować 100 cm³ badanej próbki * i dodać 10 kropli fenoloftaleiny jako wskaźnika. Zamknąć korkiem cylinder Nesslera i delikatnie wymieszać zawartość. Miareczkować roztworem 0,05 M NaOH do lekkiego różowego zabarwienia utrzymującego się nie krócej niż 3 min. (W trakcie dodawania każdej następnej porcji roztworu NaOH cylinder Nesslera zamknąć i zawartość wymieszać). Oznaczenie powtórzyć przynajmniej dwukrotnie, zachowując powyższą procedurę.

Stężenie wolnego ditlenku węgla (w mgCO₂/dm³), obliczyć z równania:

gdzie:

a - objętość roztworu 0,05 M NaOH użytego do miareczkowania próbki badanej, cm³

2,2 - współczynnik przeliczeniowy zużytego roztworu NaOH na liczbę mg CO₂,

V - objętość próbki badanej użytej do oznaczania, cm³

Wykonanie oznaczenia zasadowości ogólnej wg PN-90/C-04540/03.

Do kolby stożkowej o pojemności 200 - 250 cm³ odmierzyć pipetą 100 cm³ próbki, po dodaniu 4 kropli oranżu metylowego miareczkować roztworem 0,1 M HCl do zmiany zabarwienia z żółtego na pomarańczowe.

Objętość roztworu HCl użytego do zmiareczkowania próbki wobec oranżu metylowego oznaczyć jako V_og.

Zasadowość ogólną (Z_og.) (w mval/dm³), obliczyć z równania:

gdzie:

V_og - objętość 0,1M HCl użytego do miareczkowania próbki badanej wobec oranżu metylowego, cm³

V - objętość próbki badanej, cm³.

Otrzymany wynik oznaczania zasadowości wyrazić w mg CO₂/dm³, korzystając z zależności :

1 mval/l = 22 mgCO₂/dm³

Następnie obliczyć wartość S wg wzoru:

S= X + Z₂

gdzie:

X - zawartość wolnego ditlenku węgla mg CO₂/dm³

Z₂ - Z_og (zasadowość ogólna) w mg CO₂/dm³

Następnie z tablicy (załącznik) odczytać wartość g stanowiącą sumaryczną zawartość związanego i agresywnego ditlenku węgla pomnożoną przez współczynnik dysocjacji wodorowęglanu wapniowego, odpowiadającą obliczonej wartości S.

Zawartość agresywnego ditlenku węgla (X₂) obliczyć w mg/dm³ wg wzoru:

X₂ = g - Z₂

Strona 2 z 2

---