Politechnika Krakowska Imię i nazwisko: Ocena:
Wydział Inżynierii Mateusz Mróz
Środowiska Jacek Stryszowski
Grupa i kierunek: Temat sprawozdania: Data wykonania:
V
Budownictwo Twardość wapniowa oraz 13.11.2011
magnezowa
1. Opis oznaczanego parametru
Jony wapnia i magnezu występują prawie we wszystkich wodach naturalnych, czyli są
stałymi składnikami tych wód. Zwykle w wodach słabo zmineralizowanych zawartość jonów
Ca2+ jest ok. 3-4 razy większa niż jonów Mg2+, toteż sole wapnia w tych wodach stanowią
około 75% twardości ogólnej wody. Jednak ze wzrostem mineralizacji wody następuje
większy wzrost zawartości soli magnezu w stosunku do zawartości jonów Ca2+, np. w wodach
wodorowęglanowych przy ogólnej mineralizacji do 500 mg/dm3 stosunek wapnia do magnezu
wynosi w większości przypadków od 4:1 do 2:1. Przy podwyższonej mineralizacji (do 1000
mg/dm3) stosunek Ca2+ do Mg2+ z 2:1 dochodzi do 1:1, a przy dalszym wzroście mineralizacji
wody, jony Mg2+ w większości wypadków przeważają nad jonami Ca2+. W wodzie morskiej
zawartość jonów magnezowych jest 3-4 razy większa niż jonów wapniowych.
W wodach naturalnych wapń i magnez występują w postaci wodorowęglanu
wapniowego, wodorowęglanu magnezowego lub siarczanów wapniowego i magnezowego,
czasem jako chlorek wapniowy i chlorek magnezowy. Chlorek magnezowy w ilości 170
mg/dm3 nadaje wodzie gorzkawy posmak. Sole wapnia i magnezu w wodzie nie mają
znaczenia zdrowotnego, a oznaczanie tych składników w wodzie ma raczej tylko znaczenie
gospodarcze i techniczne.
2a. Zasada oznaczania wapnia
Wapń w wodzie można oznaczać metodą wagową lub metodą miareczkową. Metoda wagowa
jest jedna z najbardziej dokładnych metod oznaczania wapnia. Polega ona na strąceniu za
pomocą szczawianu potasowego trudno rozpuszczalnego szczawianu wapniowego (CaC2O4),
który po odsączeniu i przemyciu praży się w temperaturze 1393 K do tlenku wapniowego:

+
+ +
Z ilości otrzymanego CaO oblicza się (w mg/dm3 Ca) zawartość wapnia według wzoru:
0,71147 " " 1000
=

W którym:
a  ilość osadu CaO (mg),
0,71147  współczynnik przeliczeniowy tlenku wapniowego na wapń,
V  objętość próbki wody użytej do oznaczenia (cm3).
2b. Zasada oznaczania magnezu
Oznaczanie metodą wagową magnezu polega na strąceniu jonów magnezowych w postaci
ortofosforanu amonowo-magnezowego. Strącony osad po odsączeniu, przemyciu oraz
wyprażeniu przechodzi w pirofosforan magnezowy według reakcji:

+ + ( )
lub
+ ( ) + ( ) + 2
Z ilości otrzymanego pirofosforanu magnezowego oblicza się zawartość magnezu.
3. Krótki opis doświadczenia
Do kolby stożkowej odmierzono i wlano 100 cm3 badanej klarownej cieczy.
Dodano taką objętość 0,1n kwasu solnego z biurety, jaką użyto do wcześniej wykonanego
oznaczenia zasadowości tej próbki.
Następnie dodano 2 cm3 2n wodorotlenku potasu (KOH), oraz szczyptę mureksydu.
Po rozpuszczeniu wskaz
nika (mureksydu), miareczkowano wersenianem sodu do chwili
zmiany zabarwienia roztworu z różowej na fioletową.
Stężenie wersenianu sodu jest takie, że: 1cm3 = 0,1 otw.
Następnie odczytano objętość wersenianu zużytego do zmiareczkowania próbki i wynosiła
ona 3,1 cm3.
4. Obliczenia
Korzystamy ze wzorów:
" 0,1 " 1000

[ ]
=

" 0,1 " 1000
=

" 2,8
" 0,1 " 1000
= " 20
" 2,8
" 0,1 " 1000
= " 50
" 2,8
Przy czym:
a  ilość cm3 roztworu wersenianu sodu zużytego do zmiareczkowania próbki,
V  objętość badanej próbki, użytej do oznaczenia (cm3).
Podstawiając dane z doświadczenia do wzoru otrzymujemy:
3,1 " 0,1 " 1000
= " 50 = 53,3
100 " 2,8
Stosując kolejne wzory możemy zatem uzupełnić tabelkę dotycząca twardości wód:


o
tw


Two 3,8 1,4 39,2 70 28
TwCa 2,8 1 28 53,3 20
TwMg 1 0,4 11,2 16,7 8
TwW 3,8 1,4 39,2 70 28
TwNW 0 0 0 0 0