Geochemia ogólna - ćwiczenia

Sprawozdanie z projektu nr 4.

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Kierunek - Ochrona Środowiska

Wykonały: Ewa Wysowska

Kamila Wiącek

Magdalena Prusak

Cel ćwiczenia:

• Przedstawienie otrzymanych wyników analiz chemicznych w mmol/dm3 i mval/ dm3

• Obliczenie błędu analizy na podstawie bilansu ładunków

• Obliczenie twardości [mval/dm3] oraz nazwanie wody z uwagi na twardość ogólną

• Graficzne przedstawienie wyników na diagramie Pipera, Stiffa i Udlufta

• Zaklasyfikowanie wody powierzchniowej do odpowiedniej klasy czystości wód, sprawdzenie czy jej skład chemiczny pozwala na wykorzystanie do celów pitnych

• Sprawdzenie, czy skład chemiczny wody „mineralnej” pozwala na nazwanie ją wodą mineralną

Przebieg ćwiczenia:

WODA MINERALNA

• Przedstawienie otrzymanych wyników analiz chemicznych w mmol/dm³ i mval/ dm³:

Wykonane obliczenia:

• Przeliczenie zawartości kationów w [mg/dm³] na [mmol/dm³] i [mval/dm³]

Masa molowa Ca²⁺ = 40,08 g/mol = 40,08 mg/mmol

Zawartość Ca²⁺ = 194 mg/dm³

Zatem: 1mmol Ca - 40,08 mg

Xmmol Ca - 194 mg

X = 4,84 mmol/dm3

• Przeliczenie zawartości kationów na [mval/dm3]

Zawartość kationu [mmol/dm3] * wartościowość pierwiastka

da Ca²⁺

4,84 mmol/dm³ * 2 = 9,86 [mval/dm³]

Obliczenia do kolejnych kationów zawartych w wodzie zostały wykonane analogicznie do przedstawionego przykładu dla Ca²⁺

Otrzymane wyniki zostały przedstawione w tabeli nr1

Tabela nr 1

Zawartość kationów badanej wody wyrażona w [mmol/dm³] i [mval/dm³]

składnik	składnik (mg/dm^3)	masa molowa pierwiastka	mmol/dm^3	mval/dm^3	ładunek
Ca^2+	194,00	40,08	4,84	9,68	2
Mg^2+	84,38	24,30	3,47	6,94	2
Na^+	416,80	22,99	18,13	18,13	1
K^+	11,80	39,10	0,30	0,30	1
Li^+	0,59	6,94	0,09	0,09	1
Fe^2+	6,80	55,84	0,12	0,24	2
Mn^2+	0,68	54,94	0,01	0,02	2
Sr^2+	3,70	87,62	0,04	0,08	2
Ba^2+	8,60	137,33	0,06	0,13	2

Σ kationów [mval/dm3] - 35,62 [mval/dm³]

• Przeliczenie zawartości anionów w [mg/dm³] na [mmol/dm³] i [mval/dm³] - analogicznie do obliczneń dla kationów

Otrzymane wyniki zostały przedstawione w tabeli nr 2

Tabela nr 2

Zawartość anionów badanej wody wyrażona w [mmol/dm³] oraz [mval/dm³]

składnik	składnik (mg/dm^3)	masa molowa pierwiastka	mmol/dm^3	mval/dm^3	ładunek
HCO3^-	2125,00	60,99	34,84	34,84	1
SO4^2-	6,80	96,02	0,07	0,14	2
Cl^-	3,50	35,45	0,10	0,10	1

Σ anionów [mval/dm³] - 35,08 [mval/dm³]

• Obliczenie błędu analizy na podstawie bilansu ładunków

Σ kationów [mval/dm³] - 35,62 [mval/dm³]

Σ anionów [mval/dm³] - 35,08 [mval/dm³]

Zastosowany wzór na oblicznie błędu analizy:

x = | Σ K - Σ A| / (Σ K + Σ A) * 100%

x= |35,62 - 35,08| / (35,62 + 35,08) * 100%

x= 0,01%

na podstawie obliczonego błędu analizy wnioskuje się, że analiza została wykonana poprawnie ( błąd analizy nie przekracza 5%)

• Obliczenie twardości [mval/dm³] oraz nazwanie wody z uwagi na twardość ogólną

• Przemnożenie stężeń kationów powodujących twardość [mg/dm3] przez odpowiednie współczynniki przeliczeniowe

• Otrzymane wyniki w [mval/dm3] zsumowano, a następnie przeliczono na twardość w stopniach skali niemieckiej

1 mval/dm3 -2,8ºN

10,75 mval/dm3 - x

x = 30,11 ºN

• otrzymane wyniki obliczeń przestawiono w tabeli nr 3

tabela nr 3

Twardość analizowanej wody:

twardość	mnożnik	mg/dm^3	mal/dm^3	twardość w N
Ca^2+	0,05	194,00	9,68
Mg^2+	0,01	84,38	0,69
Sr^2+	0,02	3,70	0,08
Fe^2+	0,04	6,80	0,24
Mn^2+	0,07	0,68	0,05
		SUMA [mval/dm3]	10,75	30,11

Stopnie twardości wody:

• wodę bardzo miękką; < 0,5°N

• wodę miękką; 5-10°N

• wodę średnio twardą; 10-20°N

• wodę twardą; 20-30°N

• wodę bardzo twardą > 30°N

na podstawnie otrzymanych wyników wnioskuje się, że analizowana woda zgodnie z powyższą klasyfikacją jest wodą bardzo twardą (> 30°N).

• Graficzne przedstawienie wyników na diagramie Pipera, Stiffa i Udlufta

Diagram Pipera:

Obliczenia wykonane do diagramu Piera:

Dane do ▲Ca -Mg - Na+K [mval/dm³]

Ca²⁺ = 9,68

Mg²⁺ = 6,94

Na⁺ + K⁺ = 18,43

Σ = 35,05

Normalizacja do 100%

Suma zawartości kationów Ca -Mg - Na+K [mvl/dm3] - 100%

Zawartość kationu [mval/dm³] - x %

X= (zawsartość kationu * 100%) / Suma zawartości kationów Ca -Mg - Na+K

Wyniki obliczeń zostały przedstawione w tabeli nr 4

Tabela nr 4

Zawartość kationów do diagramu Pipera

składnik	mval/dm^3	normalizacja do 100%
Ca^2+	9,68	27,62
Mg^2+	6,94	19,81
Na^+	18,43	52,57
K^+
suma	35,06

Dane do ▲CO₃+HCO₃ - SO₄ - Cl [mval/dm³]

CO₃^2-+HCO₃^- = 0 + 34,84

SO₄^2- = 0,14

Cl^- = 0,10

Σ = 35,08

Normalizacja do 100%

Suma zawartości anionów CO₃+HCO₃ - SO₄ - Cl [mval/dm³] - 100%

Zawartość anionu [mval/dm³] - x %

X = (Zawartość anionu *100%) / Suma zawartości anionów CO₃+HCO₃ - SO₄ - Cl

Otrzymane wyniki obliczeń zostały zestawione w tabeli nr 5

Tabela nr 5

Zawartość anionów do diagramu Pipera

składnik	mval/dm^3	normalizacja do 100%
HCO3^-	34,84	99,31
SO4^2-	0,14	0,40
Cl^-	0,10	0,28
suma	35,08

Zaznaczenie punktów projekcyjnych badanej wody na diagramie Pipera

diagram Udlufta

Obliczenia do diagramu Udlufta

M = ∏r²

r = √M/√∏

r₁ = √ 5198,65/3,14 = 40,69 mm

1mm² = 1,03 mg/dm³

r₂ = √ 2335,07/3,14 = 27,27 mm

1mm² = 1,00 mg/dm³

przedstawienie graficzne obliczeń na diagramie Udlufta - załącznik nr 1 do projektu

ocena analizowanej wody pod względem mineralizacji:

Na podstawie mineralizacji ogólnej wody podziemne dzielimy na następujące grupy:

• wody zwykłe (słodkie) - mineralizacja < 500 mg/dm³

• akratopegi (wody o podwyższonej mineralizacji) - mineralizacja 500-1000 mg/dm³

• wody mineralne (słone) - mineralizacja > 1000 mg/dm³

Σ (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ i K⁺) = 706,98 mg/dm³

Σ (HCO₃^-, SO₄^2- i Cl^-) = 2135,30 mg/dm³

Minaralizacja = 706,98 mg/dm³ + 2135,30 mg/dm³ = 2842,28 mg/dm³

Zgodnie z powyższymi obliczeniami wnioskuje się, że badana woda zalicza się do wód mineralnych- mineralizajca > 1000 mg/dm³.

Poza tlenem woda zawiera rozpuszczone gazy - najważniejszy CO₂ . Analizowana woda zawiera 2336, 00 mg/dm³ tego gazu, co pozwala nazwać ją szczawem ( szczawy - wody o zawartości CO₂ > 1000 mg/dm³ ).

Pod względem chemicznej klasyfikacji wody jako naturalnej wody mineralnej analizowana woda jest naturalną wodą mineralną z naturalną zawartością CO₂ , zawierającą magnez, wapń, alkaliczną i wysokosodową.

WODA POWIERZCHNIOWA

7

---