Dn. 17.06.2007 r.

SPRAWOZDANIE

Agresywność wody

Rok akademicki 2006/2007 Opracowali:

Błażej Sobaszek gr.2

Katarzyna Machoń gr.2

Dopisz resztę ;)

• ODCZYN WODY

Skala pH to ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta jest oparta na aktywności jonów hydroniowych [H3O+] w roztworach wodnych. Dokładnie jest to:

pH = -log10[H3O+]

czyli ujemny logarytm dziesiętny aktywności jonów hydroniowych wyrażonych w molach na decymetr sześcienny.

Dla roztworów kwaśnych pH < 7 , dla roztworów obojętnych pH = 7 , a dla roztworów zasadowych pH > 7.

pH badanej wody wynosiło 6,7 wobec tego badana woda ma zasadowość kwaśną.

• KWASOWOŚĆ WODY

Kwasowość wody jest to jej zdolność do zobojętniania zasad i węglanów. Rozróżniamy dwa rodzaje kwasowości: mineralną i ogólną.

Oznaczanie kwasowości mineralnej i ogólnej

Po dodaniu do 100 ml wody trzech kropi metyloranżu woda zabarwiła się na kolor żółty, wobec tego badana próbka wody nie posiada kwasowości mineralnej.

W celu oznaczenia kwasowości ogólnej należy do 100ml wody badanej dodać około trzy krople roztworu fenoloftaleiny. Po zmiareczkowaniu roztworem NaOH utrzymywał się dłużej niż 3 min. kolor lekko różowy, dlatego możemy stwierdzić, że badana próbka wody posiada kwasowość ogólną.

Wyniki z miareczkowania

I 0 - 0,3 = 0,3

II 0,3 - 0,6 = 0,3

Kwasowość ogólną wyliczamy ze wzoru:

gdzie:

a - ilość 0,1 η roztworu wodorotlenku sodowego zużyta do miareczkowania wobec fenoloftaleiny(w ml.)

V - objętość próbki wody zużyta do miareczkowania

Obliczenia:

Kwasowość mineralną obliczamy wg tego samego wzoru wstawiając w miejsce a ilość 0,1 η roztworu wodorotlenku sodowego zużytą wobec metyloranżu.

• ZASADOWOŚĆ WODY

Zasadowość wody jest to zdolność do zobojętniania mocnych kwasów wobec umownych wskaźników. Zasadowość wody dzieli się na zasadowość F i M. Zasadowość M (ogólna) oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo wobec metyloranżu, zasadowość F oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo wobec fenoloftaleiny.

Oznaczenie zasadowości wody

Po dodaniu do 100ml wody 4 kropli roztworu fenoloftaleiny, nie zabarwiła się na kolor różowy ani czerwony, więc nie posiada zasadowości F.

W celu oznaczenia zasadowości M dodajemy do próbki, w której oznaczono zasadowość F trzy krople metyloranżu i miareczkujemy roztworem 0,1 η HCl do przejścia z barwy żółtej w pomarańczową.

Wyniki miareczkowania:

I 12,3 - 11=1,3

II 13,4 - 12,3=1,1

Zasadowość F i M obliczamy za wzoru:

gdzie:

a - ilość 0,1 η kwasu solnego zużyta do miareczkowania próbki wody wobec fenoloftaleiny (metyloranżu) w ml.

V - objętość próbki wody zużyta do miareczkowania

Obliczenia:

• OZNACZANIE WOLNEGO DWUTLENKU WĘGLA

Oznaczanie wolnego dwutlenku węgla w praktyce pokrywa się z oznaczaniem kwasowości ogólnej wody i polega na zmiareczkowaniu próbki wody wodorotlenkiem sodowym w obecności fenoloftaleiny.

Zawartość wolnego dwutlenku węgla obliczamy według wzoru:

X= K_og × 44 [mgCO₂/l ]

Obliczenia:

X = 0,3 × 44 = 13,2

• OZNACZANIE ILOŚCI AGRESYWNEGO DWUTLENKU WĘGLA

Oznaczanie ilości agresywnego dwutlenku węgla polega na określaniu wzrostu zasadowości wody, do której dodano marmur w stosunku do zasadowości pierwotnej wody (bez marmuru).

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Powstały wodorowęglan powoduje wzrost zasadowości wody.

Część wolnego dwutlenku węgla ,która jest niezbędna do zabezpieczenia rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów przed rozkładem.Jest bardzo agresywny i powoduje korozję metali.ponadto powoduje on rozpuszczanie węglanu wapnia w  zaprawach lub betonie i dlatego 

powinien być usunięty z wody przeznaczonej do celów budowlanych. Woda o takiej zawartości agresywnego CO2 jest tym agresywniejsza ,im większa jest w niej zawartość soli.

Po przesączeniu wody z marmurem, odmierzamy 100 ml wody i dodajemy 3 krople oranżu metylowego a następnie miareczkujemy kwasem solnym do zmiany zabarwienia z żółtego na pomarańczowe.

Wyniki miareczkowania:

- woda z marmurem

I 13,4 - 10 = 3,4

II 16,7- 13,4= 3,3

- woda bez marmuru

I 21,4 - 18,4 = 3,0

Zawartość agresywnego dwutlenku węgla w wodzie oblicza się według wzoru :

gdzie:

a - ilość ml 0,1 η HCl zużyta na oznaczenie zasadowości badanej wody po odsączeniu marmuru

b - ilość ml 0,1 η HCl zużyta na oznaczenie zasadowości badanej wody z którą nie wykonywano próby z marmurem

2,2 - współczynnik przeliczeniowy

V - objętość wody wzięta do miareczkowania

Obliczenia:

• TWARDOŚĆ WODY

Twardość wody jest umowną miarą stężenia jonów wapnia i magnezu w wodzie. Obecność tych metali w wodzie powoduje, np. tworzenie kamienia kotłowego, reagowanie z mydłem.

Występują dwa rodzaje twardości wody: wapniowa i magnezowa.

Twardość wody wyraża się w następujących jednostkach;

- w stopniach twardości niemieckich (1^on).

Jeden stopień twardości niemiecki (1^on) oznacza ilość jonów wapnia i magnezu równoważną zawartości 10 mg CaO w 1 dm3 wody.

- za pomocą miligramorównoważników wapnia i magnezu w 1000 cm3 wody: mval/dm3 lub val/m3.

Oznaczanie twardości ogólnej wody

Po dodaniu do 100ml badanej wody 3 kropel metyloranżu oraz 3,05 roztworu 0,1 η HCl (ponieważ taka objętość kwasu została zużyta do oznaczania zasadowości M), 1 ml roztworu buforu amoniakalnego oraz wskaźnika czerni eriochromowej ET miareczkujemy roztworem wersenianu sodowego aż nastąpi zmiana barwy z czerwonej na zieloną.

Wyniki miareczkowania:

I 44,0 - 31,0 = 15,0

II 59,2 - 44,0 = 15,2

III 74,0 - 59,2 = 14,8

Twardość ogólną obliczamy ze wzoru:

[^otwardości]

gdzie:

Tw_o - twardość ogólna

a - ilość ml zużytego arsenianu sodowego

V - objętość próbki wody

Obliczenia:

[^otwardości]

• OZNACZENIE WAPNIA I MAGNEZU W WODZIE

Aby oznaczyć zawartość jonów wapnia w wodzie, do 100ml badanej wody dodajemy 3,05 roztworu 0,1 η HCl (ponieważ taka objętość została zużyta przy oznaczaniu zasadowości) , dodajemy szczyptę kalcesu oraz po wymieszaniu 2ml 2,5 N NaOH miareczkujemy do zmiany barwy z rożowej na fioletową. Zawartość jonów wapnia odpowiada ilości zużytego wersenianu dwusodowego.

Wyniki miareczkowania:

I 31,0 - 20,0 = 11,0

II 41,9 - 31,0 = 10,9

III 52,8 - 41,9=10,9

Wynik obliczamy wg wzoru:

gadzie:

a - ilość ml wersenianu zużytego do miareczkowania

V- objętość próbki wody

Obliczenia:

Aby oznaczyć zawartość jonów magnezu w wodzie, do próbki, w której była oznaczana zawartość jonów wapniowych dodajemy 7 ml kwasu solnego mieszamy aż próbka wody ulegnie odbarwieniu. Następnie dodajemy 2 ml stężonego amoniaku oraz szczyptę czerni ET i miareczkujemy roztworem wersenianu. Ilość zużytego wersenianu odpowiada ilość jonów magnezu w wodzie. Dla magnezu robiono z osobnej próbki.

Wyniki miareczkowania:

I 29,7- 15,2 = 14,5

II 44,1 - 29,7 = 14,4

Wynik obliczamy według wzoru:

gdzie:

a - ilość ml arsenianu zużytego do miareczkowania

V- objętość próbki wody

Obliczenia:

• OZNACZANIE ZAWARTOŚCI CHLORKÓW

Po dodaniu do 100 ml badanej wody zarobowej, 1 ml roztworu K₂CrO₄ miareczkujemy roztworem AgNO₃ do pojawienia się zabarwienia żółto-brunatnego. Tę samą czynność wykonujemy dla wody destylowanej.

Wyniki miareczkowania:

-dla wody zarobowej

I 50,6 - 42,3 = 8,3

II 58,9 - 50,6 = 8,3

-dla wody destylowanej

I 59,6 - 58,9 = 0,7

Od ilości zużytego roztworu AgNO_{3 należy} odjąć 0,7 ml na wytworzenie Ag₂ CrO₄ w wodzie destylowanej.

Zawartość jonów chlorkowych w wodzie obliczamy według wzoru:

Obliczenia:

ZESTAWIENIE WYNIKÓW

Rodzaj oznaczenia	Wyniki oznaczenia
pH	6,5
Kwasowość mineralna	Nie posiada
Kwasowość ogólna	0,3 [ mval/l ]
Zasadowość F	Nie posiada
Zasadowość M	1,2 [ mval/l ]
C02 wolne	13,2 [ mgCO2/l ]
Agresywny C02	7,7 [ mgCO2/l ]
Twardość ogólna wody	42,0 [^o twardości]
Zawartość wapnia	218,6 [ mgCa /l ]
Zawartość magnezu	173,4 [ mgMg /l ]
Zawartość chlorków	269,8 [ mgCl^- /l]

• WNIOSKI

Wolny dwutlenek węgla, wielkość pH, zasadowość wody oraz zawartość agresywnego dwutlenku węgla dają pojęcie o jej szkodliwym działaniu na beton, spoiwa budowlane. Wody zawierające takie same ilości agresywnego dwutlenku węgla lecz różniące się twardością reagują z węglanem wapniowym w sposób niejednakowy. Szybkość agresywnego działania wody nie jest wprost proporcjonalna do zawartego w niej agresywnego CO₂. Oprócz zawartego dwutlenku węgla należy brać pod uwagę również szybkość korozji. Badana woda nie jest agresywna, gdyż jej zasadowość jest większa niż 1,36 mval/dm³.

---