1

Oznaczanie zasadowości wód naturalnych metodą potencjometryczną

Zasadowość nadają wodom naturalnym wodorowęglany, węglany oraz rzadziej wodorotlenki,

borany, krzemiany oraz fosforany. W wodach naturalnych (o pH<8,3) występują przeważnie
wodorowęglany wapnia, magnezu i żelaza i niekiedy wodorowęglany sodu (zasadowość alkaliczna).
W wodach zanieczyszczonych ściekami przemysłowymi o odczynie zasadowym (pH > 8,3) oprócz
anionów słabych kwasów, jak np. HCO

3

–

, CO

3

2–

, H

2

PO

4

–

, HPO

4

2–

, SO

3

2–

, ulegających hydrolizie,

mogą występować również mocne zasady (NaOH, KOH). W związku z tym w zależności od wartości
pH wody rozróżnia się tzw. zasadowość ogólną (Z

og

) dla wód o pH > 4,5 i zasadowość mineralną (Z

m

)

- dla wód o pH > 8,3. Zasadowość ogólna (Z

og

) oznacza sumę wszystkich związków reagujących

zasadowo wobec oranżu metylowego jako wskaźnika. Zasadowość mineralna (Z

m

) oznacza sumę

wszystkich związków reagujących zasadowo wobec fenoloftaleiny. Różnica pomiędzy wartością
zasadowości a wielkością twardości ogólnej określana jest mianem zasadowości alkalicznej.

Zasadowość wody z punktu widzenia sanitarnego ma znaczenie drugorzędne, ma natomiast duże

znaczenie w ocenie wody do celów gospodarczych i technicznych (przemysłowych). Niepożądana jest
zasadowość ogólna w wodzie do zasilania kotłów energetycznych, a zasadowość alkaliczna powoduje
pienienie wody w kotle.

Oznaczanie zasadowości wody polega na określeniu zawartości w niej związków chemicznych,

które reagują zasadowo w obecności odpowiedniego wskaźnika. Zawartość tych związków określa się
za pomocą miareczkowania roztworem mocnego kwasu, początkowo do pH ok. 8,3, a następnie do pH
ok.4,5. Reakcje chemiczne podczas oznaczania zasadowości przebiegają następująco:



miareczkowanie do pH ok. 8,3 OH

–

+ H

+

= H

2

O



miareczkowanie do pH ok. 4,5 CO

3

2–

+ H

+

= HCO

3

–

HCO

3

–

+ H

+

= H

2

O + CO

2

W przypadku kiedy próbka jest barwna lub mętna nie jest możliwe wykonanie oznaczenia

z wykorzystaniem wskaźników alkacymetrycznych. Stosuje się wtedy miareczkowanie pH-metryczne
do osiągnięcia odpowiedniej wartości pH.

Odczynniki



roztwory buforowe o pH 4,0 i 7,0 do kalibracji pH-metru.



roztwór HCl (w biurecie) o stężeniu 0,05 mol/dm

3

.

Przyrządy i naczynia

Pehametr, elektroda kombinowana (szklana + chlorosrebrowa), naczyńko pomiarowe, zlewka o poj.

250 cm

3

, pipeta jednomiarowa o poj. 100 cm

3

.

Sposób wykonania
- Kalibracja pH-metru za pomocą roztworów buforowych
Przeprowadzić kalibrację pH-metru zgodnie z instrukcją obsługi.

Pomiar pH wody

Po wypłukaniu naczyńka pomiarowego napełnić go badaną próbką wody i zanurzyć elektrodę. Po

ustaleniu się wskazań przyrządu odczytać wartość pH.

Oznaczanie zasadowości wody
Oznaczanie zasadowości mineralnej (pH 8,3)

Do zlewki o pojemności 250 cm

3

odmierzyć pipetą 100 cm

3

badanej wody. Zanurzyć elektrodę

i mieszając dodawać kroplami z biurety HCl obserwując zmianę pH. W miarę zbliżania się do punktu
końcowego (pH 8,3) zmniejszyć szybkość dodawania kwasu. Zakończyć miareczkowanie
uzyskawszy pH=8,3±0,3. Zapisać objętość zużytego kwasu. Próbkę po zmiareczkowaniu pozostawić
do oznaczenia zasadowości ogólnej.
Oznaczanie zasadowości ogólnej (pH 4,5)

Próbkę, w której oznaczono zasadowość mineralną miareczkować dalej dodając kroplami z biurety

kolejne porcje HCl. W miarę zbliżania się do punktu końcowego (pH 4,5) zmniejszyć szybkość

2

dodawania kwasu. Zakończyć miareczkowanie uzyskawszy pH=4,5±0,3. Zapisać objętość zużytego
kwasu.
Obliczanie wyników

Kwasowość i zasadowość badanej wody obliczamy ze wzorów:

zasadowość mineralna:

Z

m

= (V

1

·C

M(HCl)

/V

p

)·1000 [mmol/dm

3

]

zasadowość ogólna:

Z

og

= (V

2

·C

M(HCl)

/V

p

)·1000 [mmol/dm

3

]

gdzie:

V

1

- ilość roztworu HCl zużyta do zmiareczkowania próbki wody badanej do pH 8,3; cm

3

V

2

- ilość roztworu HCl zużyta do zmiareczkowania próbki wody badanej do pH 4,5; cm

3

(w przypadku wykonania oznaczenia w próbce uprzednio wykorzystanej do określenia
zasadowości wobec fenoloftaleiny, ilość ta będzie równa sumie zużytego kwasu na oba
miareczkowania. tj. do pH = 8,3 i pH = 4,5),

V

p

- objętość próbki wody użytej do oznaczenia, cm

3

,

C

M(HCl)

- stężenie roztworu HCl, mol/dm

3

.

Uwaga: Często kwasowość i zasadowość wody (nawet w normach) podaje się w tzw. mval/dm

3

,

czyli miligramorównoważnikach chemicznych. Jednostek tych nie powinno się obecnie stosować,
ponieważ w układzie SI jednostką liczności materii jest mol lub jego podwielokrotności (najczęściej
mmol). W przypadku oznaczania kwasowości i zasadowości poprzez miareczkowanie roztworami
NaOH i HCl 1 mval = 1 mmol.