Zeszyt do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii nieorganicznej dla
studentów I roku Wydziału Nauk Technicznych, kierunku
Budownictwo w roku akademickim 2014/2015
Opracowanie: dr Bożena Kowalczyk
Plan ćwiczeń laboratoryjnych z chemii dla studentów I roku Wydz.
Nauk Technicznych kierunku Budownictwa w roku akad. 2014/2015
Ćwiczenie 1 (8 i 10 X)
Regulamin pracowni, przepisy BHP.
Typy reakcji chemicznych. Wybrane reakcje chemiczne przebiegajÄ…ce w roztworach
wodnych cz. I  dysocjacja elektrolityczna, hydratacja, strącanie, zobojętnianie.
Ćwiczenie 2 (22 i 24 X)
Wybrane reakcje chemiczne przebiegajÄ…ce w roztworach wodnych cz. II -
hydroliza, amfoteryczność.
Ćwiczenie 3 (5 i 7 XI) Kolokwium 1 Praca kontrolna 1
Reakcje redoks.
Szereg napięciowy metali. Obliczenia stechiometryczne.
Ćwiczenie 4 (12 i 14 XI) Poprawa kolokwium 1
Chemia mineralnych materiałów budowlanych.
Jakościowa analiza chemiczna składników materiałów budowlanych
2+ 3+
cz. I - jakościowe wykrywanie kationów: Ca , Mg2+, Fe , Al3+, Zn2+, Na+, K+.
Ćwiczenie 5 (19 i 21 XI) Kolokwium 2 Praca kontrolna 2
Jakościowa analiza chemiczna składników materiałów budowlanych cz.II -
jakościowe wykrywanie anionów: SO42-, CO32-, SiO32-, NO3-. Analiza soli.
Ćwiczenie 6 (26 i 28 XI) Poprawa kolokwium 2
Korozja metali. Pasywacja i aktywacja metali. Ogniwa.
Dobieranie współczynników do reakcji redoks  część audytoryjna.
Ćwiczenie 7 (3 i 5 XII) Kolokwium 3 Praca kontrolna 3
Roztwory właściwe. Sporządzanie roztworów.
Pomiar i obliczanie pH roztworów.
Ćwiczenie 8 (10 i 12 XII) Kolokwium 4 Praca kontrolna 4
Roztwory właściwe i koloidalne.
Otrzymywanie roztworów koloidalnych i badanie ich trwałości.
Ćwiczenie 9 (17 i 19 XII ) Poprawa kolokwium 3 i 4
Ocena wybranych właściwości fizykochemicznych wody.
Oznaczanie twardości węglanowej wody.
Ćwiczenie 10 (14 i 16 I )
Zaliczanie ćwiczeń.
2
TEMATY KOLOKWIÓW
Kolokwium 1
Klasyfikacja i aktualne nazewnictwo związków nieorganicznych.
Dysocjacja elektrolityczna kwasów zasad i soli z uwzględnieniem dysocjacji stopniowej.
Nazewnictwo jonów. Moc elektrolitów. Stała i stopień dysocjacji.
Reakcje chemiczne w zapisie czÄ…steczkowym i jonowym.
Amfoteryczność pierwiastków i związków chemicznych ( Al, Zn, Pb, Cr, Sn).
Kolokwium 2
Hydroliza soli.
Typy reakcji chemicznych. Obliczenia stechiometryczne.
Kolokwium 3
Równania redoks w zapisie cząsteczkowym i jonowym.
Szereg napięciowy metali. Ogniwa.
Kolokwium 4
Obliczanie stężeń roztworów (procentowe i molowe).
Iloczyn jonowy wody. Obliczanie pH roztworów mocnych elektrolitów.
Zalecana literatura:
1. Czarnecki L., Broniewski T., Hennig O.: Chemia w budownictwie. Warszawa, Arkady
1996.
2. Woszczak T.: Chemia dla studentów budownictwa lądowego. Kielce, Wydawnictwo
Politechniki Świętokrzyskiej 2001.
3. Rosiek G. Wala D., Werner B.: Ćwiczenia z chemii dla studentów wydziału budownictwa..
Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2007.
4. Wiśniewski W., Majkowska H.: Chemia ogólna nieorganiczna. Wydawnictwo UWM
2000.
5. Czarnecki L., A
ukowski P., Garbacz A.,: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2007.
3
ĆWICZENIE 1
Wybrane reakcje chemiczne przebiegajÄ…ce w roztworach wodnych cz. I.
Reakcje chemiczne (przemiany chemiczne) zachodzą wówczas, gdy z jednej lub kilku
substancji powstają nowe substancje o zupełnie innych właściwościach chemicznych i fizycznych.
Przebieg reakcji przedstawia się za pomocą równań chemicznych.
Reakcje chemiczne elektrolitów można zapisywać w formie cząsteczkowej (1), jonowej (2)
lub jonowo-czÄ…steczkowej (3):
(1) BaCl2 + H2SO4®ð BaSO4Å»ð + 2HCl
(2) Ba2+ + SO42-®ð BaSO4Å»ð
(3) BaCl2 + SO42- ®ð BaSO4Å»ð + 2 Cl-
Używane symbole atomów, cząsteczek lub jonów w zapisie równania chemicznego mają
trojakie znaczenie:
-oznaczają nazwę pierwiastka lub połączenia chemicznego,
- oznaczajÄ… jeden atom, czÄ…steczkÄ™ lub jon,
- oznaczają jeden mol atomów, mol cząsteczek lub mol jonów.
Na przykład równanie reakcji można odczytać następująco:
CuO + 2HNO3 ®ð Cu(NO3)2 + H2O
- tlenek miedzi(II) reaguje z kwasem azotowym(V) w wyniku czego powstaje azotan(V) miedzi(II)
i woda,
- czÄ…steczka tlenku miedzi(II) reaguje z dwoma czÄ…steczkami kwasu azotowego(V) tworzÄ…c
czÄ…steczkÄ™ azotanu(V) miedzi(II) i czÄ…steczkÄ™ wody,
- jeden mol tlenku miedzi(II) reaguje z dwoma molami kwasu azotowego(V) w wyniku czego
powstaje jeden mol azotanu(V) miedzi(II) i jeden mol wody.
Reakcje chemiczne można klasyfikować na wiele sposobów, np. ze względu na:
a) Charakter przemian jakim ulegają reagujące substancje, reakcje chemiczne można podzielić na
trzy typy: reakcje syntezy, reakcje rozkładu (analizy) i reakcje wymiany.
W reakcjach syntezy z dwóch (lub więcej) substancji powstaje nowa substancja wg
schematu: A + B ®ð C. Spalanie pierwiastków w tlenie jest typowym przykÅ‚adem reakcji syntezy:
2Mg + O2 ®ð 2MgO
OdwrotnoÅ›ciÄ… reakcji syntezy jest reakcja rozkÅ‚adu (analizy): AB ®ð A + B. Termiczny rozkÅ‚ad
tlenków, wodorotlenków i soli może być przykładem reakcji analizy:
CaCO3 ®ð CaO + CO2
CzÄ™sto spotykanym typem reakcji chemicznych jest reakcja wymiany: A + B ®ð C + D.
Dwie substancje A i B reagują ze sobą przekształcając się w dwie nowe C i D. Reakcje wymiany
dzielimy na reakcje wymiany pojedynczej np.:
2Na + 2H2O ®ð 2NaOH + H2­ð
i podwójnej:
CuSO4 + 2NaOH ®ð Cu(OH)2Å»ð + Na2SO4
4
b) Efekty energetyczne (Q), które towarzyszą przemianom chemicznym.
Procesy zachodzące z wydzieleniem energii noszą nazwę egzotermicznych. Jeżeli
reagujące substancje pochłaniają energię z otoczenia reakcja jest nazywana endotermiczną:
A + B ®ð C + Q reakcja egzotermiczna
AB ®ð B + C  Q reakcja endotermiczna
c) Przeniesienie elektronów między reagującymi cząsteczkami, którym towarzyszy zmiana stopnia
utlenienia pierwiastków biorących udział w reakcji (reakcje utleniania i redukcji) i reakcje
bez przeniesienia elektronów i zmiany stopnia utlenienia pierwiastków.
d) Stan fazowy substratów i produktów reakcji
ðreakcje jednofazowe (homogeniczne)
A(g) + B(g) ®ð C(g)
ðreakcje wielofazowe (heterogeniczne)
A(s) + B(g) ®ð C(c) gdzie: (s), (c), (g) - stan fazowy reagentów odpowiednio staÅ‚y, ciekÅ‚y i
gazowy.
e) Odwracalność reakcji. Teoretycznie wszystkie reakcje chemiczne są odwracalne. Reakcję
nazywamy odwracalną lub równowagową, jeżeli w jej wyniku ustala się stan równowagi, w
którym współistnieją produkty i substraty:
A + B "! C reakcja odwracalna
Jeżeli podczas przebiegu reakcji jeden z produktów opuszcza środowisko reakcji w postaci
osadu lub gazu lub bardzo słabego elektrolitu to taką reakcję określamy jako nieodwracalną.
“!
A + B ®ð C reakcja nieodwracalna
W roztworach wodnych elektrolitów przebiegają reakcje jonowe, czyli reakcje między
jonami, jonami i atomami lub między jonami i cząsteczkami. Często występującymi
reakcjami jonowymi sÄ… :
- reakcje strÄ…cania trudno rozpuszczalnych osadów np. Ag+ + Cl- ®ð AgClÅ»ð
- reakcje zobojÄ™tniania H+ + OH- ®ð H2O
Są to przykłady reakcji nieodwracalnych.
5
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
1. Reakcje syntezy (pokaz)
Kawałek wstążki magnezowej ująć w szczypce i spalić w płomieniu palnika.
Produkt spalania wrzucić do parowniczki, dodać kilka kropli wody destylowanej oraz
dwie krople fenoloftaleiny.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
Dlaczego fenoloftaleina zabarwiła się na malinowo?
2. Reakcje wymiany podwójnej:
a) zobojętniania
Do probówki wlać ok.1 cm3 2M roztworu KOH lub NaOH, dodać jedną
kroplę fenoloftaleiny a następnie stopniowo dodawać kroplami 2M roztworu HCl aż do
odbarwienia mieszaniny.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
b) strÄ…cania
Do dwóch probówek wlać po ok. 1 cm3 roztworu Na2CO3, a następnie kroplami dodawać
do pierwszej ok. 1cm3 roztworu CaCl2, do drugiej 1 cm3 roztworu Ca(NO3) 2.
Obserwacje:
6
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
Do probówki wlać ok. 2 cm3 nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia a następnie
przez rurkę wprowadzać tlenek węgla(IV).
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
Do probówki wsypać szczyptę stałego węglanu sodu oraz dodać około 2 cm3 roztworu
kwasu chlorowodorowego o stężeniu 1 M. Natychmiast zatkać probówkę korkiem z rurką
odprowadzającą do probówki z nasyconym roztworem wodorotlenku wapnia.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
3. Reakcja wymiany pojedynczej
Do probówki wlać ok. 2 cm3 roztworu kwasu solnego, a następnie wrzucić kawałeczek
cynku.
Obserwacje:
Reakcja:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
7
ĆWICZENIE 2
Wybrane reakcje chemiczne przebiegajÄ…ce w roztworach wodnych cz. II.
1. Amfoteryczność wodorotlenku glinu
Do probówki zawierającej ok. 2 cm3 roztworu AlCl3 o stężeniu 1 mol/dm3 dodawać
kroplami roztwór NaOH aż do wytrącenia się galaretowatego osadu wodorotlenku glinu.
Osad rozdzielić do dwóch probówek i zbadać jego rozpuszczalność pod wpływem 4M
roztworu HNO3 i 4M roztworu NaOH.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
2. Amfoteryczność wodorotlenku cynku
Do probówki zawierającej ok. 2 cm3 roztworu ZnCl2 o stężeniu 1 mol/dm3 dodawać
kroplami 2M roztwór NaOH aż do wytrącenia się galaretowatego osadu wodorotlenku
cynku. Osad rozdzielić do dwóch probówek i zbadać jego rozpuszczalność pod wpływem
4M roztworu HNO3 i 4M roztworu NaOH.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
8
3. Amfoteryczność glinu
Do dwóch probówek wrzucić metaliczny glin i dodać do pierwszej ok. 2 cm3 3M HCl a do
drugiej ok. 2 cm3 4M NaOH. Pierwszą probówkę podgrzać w łaz
ni wodnej.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
4. Reakcje hydrolizy soli
Do trzech probówek wsypać po kilka kryształków następujących soli: chlorku sodu,
krzemianu sodu, chlorku żelaza(III). Sole rozpuścić w jak
najmniejszej ilości wody i zbadać odczyn otrzymanych roztworów za pomocą papierków
wskaz
nikowych, fenoloftaleiny oraz oranżu metylowego.
Obserwacje i wnioski:
Papierek Fenoloftaleina Oranż Odczyn
uniwersalny metylowy roztworu
NaCl
Na2SiO3
FeCl3
Reakcje:
9
ĆWICZENIE 3
Reakcje redoks. Aktywność metali. Szereg napięciwy metali.
1. Doświadczenie wykonujemy parami w okularach ochronnych!
Do zlewki wlać ok. 20 cm3 wody destylowanej, a następnie wrzucić kawałek
metalicznego sodu. Po zakończonej reakcji dodać kroplę fenoloftaleiny.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
2. Do probówki wlać ok. 2 cm3 4M roztworu kwasu solnego, a następnie wrzucić
kawałeczek żelaza.
Obserwacje:
Reakcja:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
3. Do dwóch probówek wrzucić skrawki metalicznej miedzi i dodać do jednej ok. 1 cm3
4M roztworu HCl, a do drugiej 1 cm3 4M roztworu HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
10
4. (pokaz pod dygestorium) Do dwóch probówek wrzucić skrawki metalicznej miedzi i
dodać do jednej ok. 1 cm3 stężonego roztworu HCl, a do drugiej 1 cm3 stężonego roztworu
HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
5. Do probówki zawierającej roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) wrzucić kawałeczek żelaza.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
6. Do probówki zawierającej roztwór siarczanu(VI) żelaza(II) wrzucić kawałeczek miedzi.
Obserwacje:
7. Do probówki wlać ok. 1 cm3 roztworu AgNO3 a następnie wrzucić kawałek miedzi.
Obserwacje:
Reakcje:
czÄ…steczkowo:
jonowo:
11
ĆWICZENIE 4
Chemia mineralnych materiałów budowlanych.
Jakościowa analiza chemiczna składników materiałów budowlanych
2+ 3+
cz. I - jakościowe wykrywanie kationów: Ca , Mg2+, Fe , Al3+, Zn2+, Na+, K+.
Analiza chemiczna jest jedną z najważniejszych metod badania materii i jej przemian.
Zadaniem analizy jakościowej jest wykrycie poszczególnych pierwiastków lub jonów
wchodzących w skład badanej substancji. Natomiast określenie składu ilościowego badanej
substancji jest zadaniem analizy ilościowej. Analiza jakościowa i ilościowa stanowią dział chemii
zwany chemiÄ… analitycznÄ….
Pierwiastki i jony wchodzące w skład badanej substancji lub znajdujące się w analizowanym
roztworze wykrywamy najczęściej przeprowadzając je w związki mające określone
charakterystyczne właściwości. Tego rodzaju przemiana zwana jest reakcją analityczną. Substancja,
która je wywołuje , nazywa się odczynnikiem analitycznym na dany jon lub pierwiastek. Reakcje
analityczne wykonujemy na drodze suchej lub mokrej. W pierwszym przypadku analizowana
substancja i odpowiednie odczynniki występują w stanie stałym. Aby mogły one przereagować
ogrzewamy je do wysokiej temperatury. Reakcje na drodze suchej traktowane sÄ… w analizie
jakościowej jako pomocnicze i na ogół stosuje się je tylko w próbach wstępnych. Największe
znaczenie w analizie jakościowej mają reakcje wykonywane na drodze mokrej, tzn. reakcje między
substancjami rozpuszczonymi w wodzie. W analizie jakościowej stosujemy jedynie te reakcje,
którym towarzyszy jakikolwiek efekt zewnętrzny - charakterystyczna, łatwa do zauważenia zmiana
właściwości. Tylko wtedy możemy być pewni, że dana reakcja rzeczywiście przebiegła. Do takich
zmian zaliczamy:
- zmianÄ™ barwy roztworu;
- wytrÄ…cenie siÄ™ (lub rozpuszczenie) osadu;
- wydzielenie się gazów.
Najczęściej stosujemy reakcje, którym towarzyszy powstawanie osadów lub zmiana barwy
roztworu. Reakcje na drodze mokrej przebiegają zwykle między jonami w roztworze wodnym i
wskazują na obecność określonych jonów w mieszaninie.
Reakcję charakterystyczną danego jonu nazywamy taką reakcję, która pozwala na
wykrycie go w obecności innych jonów w roztworze. Na przykład reakcja wykrywania jonu NH4+
przez działanie mocną zasadą i ogrzewanie jest reakcją charakterystyczną. Towarzyszy jej
wydzielanie się gazowego amoniaku, który możemy wykryć na podstawie zapachu lub obserwując
zmianÄ™ zabarwienia papierka wskaz
nikowego. Wykrywanie jonów za pomocą reakcji
charakterystycznych z oddzielnych próbek badanego roztworu, przeprowadzone w dowolnej
kolejności nazywa się analizą wybiórczą.
Znamy stosunkowo niewiele reakcji charakterystycznych określających obecność tylko
jednego jonu. Przeważnie mamy do czynienia z odczynnikami, które dają jednakowy lub zbliżony
12
wynik reakcji z kilkoma, a nawet niekiedy z wieloma jonami. Jeżeli reakcje stosowane podczas
analizy nie są charakterystyczne i nie da się usunąć wpływu jonów ubocznych, musimy
przeprowadzić analizę w sposób tzw. systematyczny. Systematyczny tok analizy prowadzimy w
taki sposób aby każdy jon był wykrywany dopiero po wykryciu i usunięciu wszystkich jonów
przeszkadzających. Wskutek tego w systematycznym toku analizy oprócz reakcji wykrywania
stosujemy również reakcje oddzielania jednych jonów od drugich. Odczynnik reagujący w
określonych warunkach z daną grupą jonów nazywamy odczynnikiem grupowym. Odczynnik
grupowy wyodrębnia całą grupę jonów w postaci związków trudno rozpuszczalnych w wodzie. Na
tej zasadzie oparty jest rozdział kationów i anionów na grupy analityczne. Po wyodrębnieniu całej
grupy jonów wykrywa się je kolejno za pomocą reakcji charakterystycznych.
Podział kationów na grupy analityczne
Grupa analityczna Kationy Odczynnik grupowy
Ag+, Hg22+, Pb2+
I 2M HCl
H2S w środowisku 0.3M HCl
II Pb2+, Hg2+, Bi3+, Cu2+, As3+
As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+
(NH4)2S w środowisku
III Ni2+, Co2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+
Cr3+, Al3+, Zn2+ buforu amonowego
(NH4)2CO3 w środowisku
IV Ba2+, Ca2+, Sr2+
buforu amonowego
Na+, K+, NH4+, Mg2+
V brak
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
1. Reakcje charakterystyczne wybranych kationów Fe3+, Al3+ , Zn2+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+
W tej części ćwiczenia zapoznamy się z niektórymi reakcjami charakterystycznymi wyżej
wymienionych kationów.
Reakcje charakterystyczne jonu żelaza(III) - Fe3+
a) reakcja z NaOH
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodać ok.1 cm3 roztworu NaOH
Obserwacje:
Reakcja:
13
b) reakcja z KSCN lub NH4SCN
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodawać kroplami roztwór KSCN
(rodanku potasu)
Obserwacje:
Reakcja:
Reakcje charakterystyczne jonu glinu - Al3+
a) Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli glinu dodawać
kroplami roztwór NaOH aż do rozpuszczenia powstałego galaretowatego osadu
wodorotlenku glinu.
Obserwacje:
Reakcje jonowo:
b) Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli glinu dodawać
kroplami roztwór NH3·H2O.
Obserwacje:
Reakcje:
Reakcje charakterystyczne jonu cynku  Zn2+
a) Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli cynku dodawać
kroplami roztwór NaOH aż do rozpuszczenia powstałego galaretowatego osadu
wodorotlenku cynku.
Obserwacje:
14
Reakcje jonowo:
b) Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli cynku dodawać
kroplami roztwór NH3·H2O aż do rozpuszczenia powstaÅ‚ego osadu.
Obserwacje:
Reakcje:
Reakcje charakterystyczne jonu wapnia - Ca2+
a) reakcja z NaOH
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli wapnia dodać ok.1 cm3 roztworu NaOH
Obserwacje:
Reakcja jonowo:
b) reakcja z (NH4)2CO3
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli wapnia dodać ok. 1 cm3 roztworu (NH4)2CO3
Obserwacje:
Reakcja jonowo:
Na powstały osad podziałać roztworem CH3COOH
Obserwacje:
15
Reakcja:
c) reakcja z (NH4)2C2O4
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli wapnia dodać ok. 1 cm3 roztworu (NH4)2C2O4
Obserwacje:
Reakcja jonowo:
Na powstały osad podziałać roztworem CH3COOH
Obserwacje:
Wnioski:
Reakcje charakterystyczne jonu magnezu  Mg2+
a) reakcja z NaOH
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli magnezu dodać ok.1 cm3 roztworu NaOH
Obserwacje:
Reakcja jonowo:
b) reakcja z Na2HPO4
Do probówki zawierającej ok. 1 cm3 roztworu soli magnezu dodać ok. 1 cm3 roztworu Na2HPO4
Oraz ok. 1 cm3 buforu amonowego.
Obserwacje:
Reakcja:
16
Reakcje charakterystyczne jonu potasu - K+ i jonu sodu - Na+
(analiza widmowa)
Oczyszczony drucik platynowy zanurzyć w roztworze soli potasu lub soli sodu a następnie
wprowadzić do płomienia palnika i obserwować zabarwienie płomienia przez szkiełko kobaltowe.
Obserwacje:
2. Analiza kontrolna
Za pomocą poznanych reakcji charakterystycznych należy wykryć jeden lub dwa kationy w
zadaniu kontrolnym.
Numer analizy& & ..
Wykryłam(em) kationy:& & & & & & & ..
Po poprawie wykryłam(em) kationy:& & & & & ......
17
ĆWICZENIE 5
Jakościowa analiza chemiczna składników materiałów budowlanych cz.II -
jakościowe wykrywanie anionów: CO32-, SO42-, SiO32-, NO3-.
Podział anionów na grupy oparty jest na różnicach w rozpuszczalności soli srebra(I) i baru w
wodzie i kwasie azotowym(V). OpierajÄ…c siÄ™ na systematyce Bunsena, aniony dzielimy na 7 grup
analitycznych. Podział oparty jest na reakcjach anionów z roztworami AgNO3 i BaCl2.
0,1 M AgNO3 0,1 M BaCl2
Grupa Aniony
Wytrąca biały lub żółty osad Osadu nie wytrąca
Cl-, Br-, J-, CN-, SCN-,
nierozpuszczalny w rozc. HNO3
[Fe(CN)6]4-, [Fe(CN)6]3-,
I
ClO-
II Wytrąca biały osad rozpuszczalny
Osadu nie wytrÄ…ca
S2-, CH3COO-, NO2-
w rozc. HNO3
SO32-, CO32-, C2O42-,
III Wytrąca biały osad rozpuszczalny
Wytrąca biały osad rozpuszczalny
w rozc. HNO3 w rozc. HNO3
C4H4O62-, BO2-
S2O32-, CrO42-, Cr2O72-,
IV Wytrąca barwny osad Wytrąca biały osad rozpuszczalny
rozpuszczalny
w rozc. HNO3 w rozc. HNO3
AsO33-, AsO43-, PO43-
V Osadu nie wytrÄ…ca Osadu nie wytrÄ…ca
NO3-, ClO3-, ClO4-,
MnO4-
VI Osadu nie wytrąca Wytrąca biały osad
SO42-, F-, SiF62-
nierozpuszczalny
w rozc. HNO3
SiO32-
VII Wytrąca żółty osad rozpuszczalny
Wytrąca biały osad rozpuszczalny
w rozc. HNO3 w rozc. HNO3
Podczas wykrywania anionów obecność innych anionów w większości przypadków nie
przeszkadza. Dlatego stosunkowo rzadko zachodzi potrzeba rozdzielania anionów. Najczęściej
aniony wykrywamy bezpośrednio w oddzielnych porcjach badanego roztworu. W związku z tym
roztwory AgNO3 i BaCl2 stosujemy jako odczynniki analityczne w celu stwierdzenia obecności
anionów danej grupy. Nieobecność anionów jednej z grup w badanym roztworze znacznie
upraszcza analizÄ™.
18
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
-.
1. Reakcje charakterystyczne wybranych anionów: CO3,2- SO42- , SiO32- NO3
Reakcje charakterystyczne anionu węglanowego - CO32-
a) reakcja z AgNO3
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli węglanowej dodać ok. 1 cm3 roztworu AgNO3.
Sprawdzić rozpuszczalność powstałego osadu w rozcieńczonym HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
b) reakcja z BaCl2
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli węglanowej dodać ok. 1 cm3 roztworu BaCl2. Sprawdzić
rozpuszczalność powstałego osadu w rozcieńczonym HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
c) reakcja z mocnymi kwasami mineralnymi
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli węglanowej dodać ok. 1 cm3 roztworu HCl lub HNO3.
Obserwacje:
Reakcja:
Wnioski:
Reakcje charakterystyczne anionu siarczanowego(VI) - SO42-
a) reakcja z AgNO3
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli siarczanowej(VI) dodać ok. 1 cm3 roztworu AgNO3.
Obserwacje:
b) reakcja z BaCl2
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli siarczanowej(VI) dodać ok. 1 cm3 roztworu BaCl2.
Sprawdzić rozpuszczalność powstałego osadu w rozcieńczonym HNO3.
Obserwacje:
19
Reakcja:
Reakcje charakterystyczne anionu metakrzemianowego  SiO32-
a) reakcja z AgNO3
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli metakrzemianowej dodać ok. 1 cm3 roztworu AgNO3.
Sprawdzić rozpuszczalność powstałego osadu w rozcieńczonym HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
b) reakcja z BaCl2
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli metakrzemianowej dodać ok. 1 cm3 roztworu BaCl2.
Sprawdzić rozpuszczalność powstałego osadu w rozcieńczonym HNO3.
Obserwacje:
Reakcje:
c) reakcja z mocnymi kwasami mineralnymi
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli metakrzemianowej dodać ok. 1 cm3 roztworu HCl lub
HNO3.
Obserwacje:
Reakcja:
Wnioski:
Reakcje charakterystyczne anionu azotanowego(V) - NO3-
a) reakcja z AgNO3
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli azotanowej(V) dodać ok. 1 cm3 roztworu AgNO3.
Obserwacje:
b) reakcja z BaCl2
Do probówki zawierającej ok.1 cm3 soli azotanowej(V) dodać ok. 1 cm3 roztworu BaCl2.
20
Obserwacje:
c) reakcja "obrÄ…czkowa" z FeSO4
Do 1 cm3 zimnego nasyconego roztworu siarczanu(VI) żelaza(II) dodać kilka kropli próby
zawierającej aniony azotanowe(V). Następnie po ściance probówki nachylonej pod kątem, dodać
pipetą nieco stężonego H2SO4.
Obserwacje:
Reakcje:
Na podstawie przeprowadzonych reakcji uzupełnić tabelkę, krótko scharakteryzować osady:
roztwór AgNO3 roztwór BaCl2
CO32-
SO42-
SiO32-
NO3-
2. Analiza kontrolna
Na podstawie poznanych reakcji charakterystycznych kationów i anionów zidentyfikować
otrzymaną do analizy sól.
Nr próbki:......................
Rozpuszczalność badanej soli:
Wykrywanie anionu:
21
Wykrywanie kationu:
Wzór soli:.................................................................
Wzór soli po poprawie:& & & & & & & & & & & .
22
ĆWICZENIE 6
Pasywacja, aktywacja metali. Ogniwa. Korozja metali.
1. Korozja metali
Na oczyszczoną i odtłuszczoną płytkę stalową lub żelazną nanieść kroplę wody.
Po 1 godzinie bibułą zebrać kroplę z płytki i na wilgotne miejsce na bibule dodać po kropli
rozcieńczonego roztworu HCl, H2O2 i KSCN.
Obserwacje:
Reakcje:
Wyjaśnić jakie powstało ogniwo korozyjne i jaka reakcja anodowa i katodowa w nim
zachodzi.
2. Aktywacja glinu
Blaszkę glinową oczyścić papierem ściernym i zanurzyć w 20% roztworze HCl na 2-3
minuty.
Obserwacje:
Reakcje:
23
3. Pasywacja glinu
Oczyszczoną blaszkę glinową zanurzyć do 20% roztworu HNO3 na 15 min.
Obserwacje:
Reakcja:
Blaszki po aktywacji i pasywacji zanurzyć na 10 min. do 0,1-molowego roztworu CuSO4.
Obserwacje:
Reakcja:
4. Ogniwo Daniela (pokaz)
Do 2 zlewek o poj. 250 cm3 wlać 1-molowe roztwory siarczanu(VI) cynku i siarczanu(VI)
miedzi(II), po czym włożyć do pierwszej zlewki blaszkę cynkową a do drugiej blaszkę
miedzianą. Zlewki połączyć kluczem elektrolitycznym a płytki podłączyć do woltomierza
lub odbieralnika prądu (np. żarówki).
Obserwacje:
Reakcje:
5. Warzywne lub owocowe ogniwo (pokaz)
Wbić w wybrane warzywa lub owoce (ogórki, jabłka, ziemniaki) płytki miedzianą i
cynkową. Płytki podłączyć do woltomierza lub odbieralnika prądu.
Obserwacje i wnioski:
24
ĆWICZENIE 7
Sporządzanie roztworów. Pomiar i obliczanie pH.
W praktyce laboratoryjnej roztwory sporządza się z odczynników stałych lub ciekłych przez
rozpuszczenie określonej ilości substancji w odpowiedniej objętości roztworu. Substancję stałą
najczęściej odważa się w naczyńku wagowym na wadze analitycznej z dokładnością do 0.0002 g i
przenosi ilościowo do kolby miarowej o znanej pojemności. Po rozpuszczeniu substancji kolbę
uzupełnia się wodą destylowaną do kreski. Stężenie tak przygotowanego roztworu jest ściśle
określone (oczywiście, jeżeli substancja z której przygotowywaliśmy roztwór miała jednolity skład
chemiczny i była odpowiedniej czystości). Tym sposobem sporządza się tzw. roztwory podstawowe
(mianowane).
Roztwór o dokładnie znanym stężeniu nosi nazwę roztworu mianowanego.
Roztwory możemy przygotowywać również z substancji ciekłych np., stężonych kwasów i
zasad. Stężone roztwory kwasów i zasad przeważnie odmierzamy cylindrem miarowym,
przenosimy do kolby miarowej i uzupełniamy wodą destylowaną do kreski. W tym przypadku
sporządza się roztwór o stężeniu zbliżonym do żądanego i następnie ustala się jego miano.
W większości przypadków miano roztworu ustala się metodą miareczkową. Roztworem, którego
miano ma być wyznaczone miareczkuje się pewną określoną ilość odpowiedniej substancji
podstawowej (wzorcowej).
Wyjściowe odczynniki zarówno w postaci stałej jak i ciekłej mają zwykle różny stopień
czystości. Rozróżnia się kilka stopni czystości odczynników chemicznych. Najbardziej czyste są
odczynniki oznaczane symbolem "ch.cz." (chemicznie czyste). Drugi stopień czystości posiadają
odczynniki "cz.d.a." (czyste do analizy). Następne stopnie czystości to "cz." (czysty) oraz
"oczyszczone" i "techniczne". Specjalne normy określają dla nich najwyższą dopuszczalną
zawartość zanieczyszczeń. Ponadto do analiz ilościowych, gdzie oznacza się stężenia substancji z
dokładnością do 10-5 - 10-8 mol/dm3 stosuje się odczynniki o specjalnej czystości tzw. "spektralnie
czyste". SÄ… one praktycznie wolne od domieszek.
Odczynniki wysokiej czystości są stosunkowo drogie i dlatego znajdują się w handlu w
małych opakowaniach. W handlu znajdują się również gotowe odważki analityczne w zatopionych
ampułkach w postaci stałej lub w roztworze, przeznaczone do przyrządzania określonej objętości
mianowanego roztworu.
Roztwory mianowane o stężeniu 1 - 0.5 mol/dm3 prawidłowo sporządzone i przechowywane
z reguły nie zmieniają swojego stężenia przez dłuższy czas, nawet przez kilka miesięcy. Natomiast
roztwory rozcieńczone o stężeniu mniejszym niż 0.1 mol/dm3 najczęściej nie są zbyt trwałe i nie
nadają się do dłuższego przechowywania w laboratorium. Dlatego też w praktyce laboratoryjnej
sporządza się zwykle roztwory mianowane o wyższych stężeniach tzw. roztwory podstawowe.
25
Z roztworów podstawowych przez odpowiednie rozcieńczanie sporządza się roztwory o mniejszych
stężeniach tzw. roztwory robocze, które używa się w dniu przygotowania. Podczas rozcieńczania
roztworów mianowanych należy posługiwać się pipetą i kolbą miarową!
Stężenia roztworów mianowanych często wyraża się w jednostce mol/dm3. W laboratoriach
nastawionych na seryjne wykonywanie analiz często stosuje się w miejsce stężeń molowych miano
roztworu (T), tj. liczbę gramów substancji zawartej w 1 cm3 roztworu. Stężenia można również
wyrazić w mg danego składnika zawartego w 1cm3 roztworu lub w jednostkach ppm.
Obliczanie i pomiar pH
Właściwości kwasowo-zasadowe roztworu zależą od stężenia jonów wodorowych H+ w
środowisku. Stężenie jonów wodorowych może przybierać wartości różniące się między sobą
bardzo znacznie. Na przykład, gdy w roztworze mocnego jednoprotonowego kwasu o stężeniu
1mol/dm3
[H+] = 1 mol/dm3, a w roztworze mocnej jednowodorotlenowej zasady (MeOH) [H+] = 10-14
mol/dm3. W takich warunkach niemożliwością staje się przedstawienie zmian stężenia jonów H+ w
roztworze, np. podczas miareczkowania alkacymetrycznego. Dlatego też w praktyce miarą stężenia
jonów wodorowych jest tzw. wykładnik stężenia jonów wodorowych pH, przy czym pH jest
ujemnym logarytmem dziesiętnym ze stężenia jonów wodorowych: pH = -log[H+].
Pomiary pH wykonuje siÄ™ zazwyczaj metodami wskaz
nikowymi lub potencjometrycznymi.
Metody z zastosowaniem wskaz
ników charakteryzują się mniejszą dokładnością i oparte są na
wykorzystaniu właściwości niektórych związków organicznych do zmiany barwy w zależności od
stężenia [H+] w roztworze. Granice pH, w których barwy niektórych wskaz
ników ulegają zmianie
podano poniżej:
Granice pH Barwa w środowisku
Wskaz
nik zmiany barwy
kwaśnym zasadowym
Oranż metylowy 3,1  4,4 czerwona żółta
Czerwień metylowa 4,2  6,3 czerwona żółta
Czerwień obojętna 6,8  8,0 czerwona żółta
Fenoloftaleina 8,2  10,0 bezbarwna malinowa
W laboratoriach często stosuje się uniwersalne papierki wskaz
nikowe, za pomocą których
można okreÅ›lić pH z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… do Ä…ð0.5.
Potencjometryczny pomiar pH polega na wykorzystaniu zależności potencjału
odpowiednich elektrod (wskaz
nikowych) od stężenia jonów wodorowych w roztworze w jakim się
znajdują. Bezpośrednio nie mierzy się wielkości potencjału elektrody wskaz
nikowej, tylko
porównuje się wartość jej potencjału ze stałą wartością potencjału innej elektrody, zwanej elektrodą
26
odniesienia lub elektrodą porównawczą. W praktyce analitycznej pomiary pH dokonuje się prawie
zawsze za pomocą elektrody szklanej. Umożliwia ona na pomiar pH w bardzo szerokim zakresie
stężeń, nie przeszkadzają w tym substancje utleniające lub redukujące, obecność zawiesin,
koloidów, składników gleby itp. Elektrodę szklaną stosuje się w zestawieniu z elektrodą odniesienia
- kalomelową lub w postaci elektrody zespolonej, która stanowi połączenie elektrody wskaz
nikowej
i odniesienia w jednej obudowie.
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
Ćwiczenie wykonuje się w dwuosobowych zespołach (parami)
1. SporzÄ…dzenie 50 g 5% roztworu NaCl
Mając do dyspozycji stały NaCl cz.d.a. obliczyć ile gramów tej soli oraz ile cm3 wody
destylowanej potrzebne jest do przygotowania 50 g 5% roztworu NaCl.
Obliczenia:
Na wadze analitycznej odważyć w naczyńku wagowym & & & . g NaCl, a w cylindrze
miarowym przygotować & & & ..cm3 wody destylowanej. Odważkę soli przenieść do zlewki
o poj. 100 cm3 przy czym naczyńko wagowe spłukać wodą z cylindra i dodać pozostałą
odmierzoną ilość wody. Roztwór wymieszać bagietką i przelać do butelki.
2. SporzÄ…dzenie 50 g 5% roztworu CuSO4
MajÄ…c do dyspozycji uwodnionÄ… sól siarczanu(VI) miedzi(II) o wzorze CuSO4·5H2O,
obliczyć ile gramów tej soli oraz ile gramów wody destylowanej potrzebne jest do
przygotowania 50 g 5% roztworu CuSO4
Obliczenia:
Na wadze analitycznej odważyć w naczyÅ„ku wagowym & & & . g CuSO4·5H2O, a w
cylindrze miarowym przygotować & & & ..cm3 wody destylowanej. Odważkę soli przenieść
do zlewki o poj. 100 cm3 przy czym naczyńko wagowe spłukać wodą z cylindra i dodać
pozostałą odmierzoną ilość wody. Roztwór wymieszać bagietką i przelać do butelki.
27
3. Rozcieńczanie roztworów
Korzystając z roztworów 0,1-molowych NaOH i HCl sporządzić w kolbkach miarowych o
poj. 100 cm3 roztwory o stężeniu 0,01 mol/dm3 lub 0,025 mol/dm3.
Obliczyć, ile cm3 roztworu o stężeniu 0,1 mol/dm3 należy rozcieńczyć wodą, aby
przygotować 100 cm3 roztworu o stężeniu 0,01 mol/dm3 lub 0,025 mol/dm3.
Obliczenia:
Za pomocą pipety wprowadzić obliczoną objętość 0,1-molowego roztworu do kolby miarowej
o pojemności 100 cm3. Następnie korzystając z tryskawki zawartość kolby miarowej
uzupełnić wodą destylowaną do kreski na szyjce kolby tak, aby dolny menisk cieczy był
styczny do kreski. Po zamknięciu kolby korkiem wymieszać roztwór przez obracanie kolby
do góry dnem kilkanaście razy. Otrzymany roztwór pozostawić do doświadczenia 4.
4. Pomiar i obliczanie pH mocnych elektrolitów
a) Zmierzyć pH otrzymanych roztworów HCl oraz NaOH w doświadczeniu 3 za pomocą
papierków wskaz
nikowych oraz pH- metru.
b) Obliczyć pH ww. roztworów.
Wyniki wpisać do tabelki:
Roztwór pH zmierzone pH zmierzone pH obliczone
papierkiem wsk. pH -metrem
0,01 M NaOH
0,01M HCl
0,025 M NaOH
0,025 M HCl
28
5. Oznaczanie pH wyciągów wodnych uzyskanych z materiałów budowlanych (kreda,
gips, wapno, cement).
Za pomocą pehametru oraz papierków wskaz
nikowych oznaczyć pH wyciągów wodnych
uzyskanych z materiałów budowlanych. Obliczyć stężenie jonów wodorowych w badanych
roztworach.
29
ĆWICZENIE 8
Roztwory właściwe i koloidalne.
Otrzymywanie roztworów koloidalnych i badanie ich trwałości.
Układy koloidalne są mieszaninami fizycznie i chemicznie niejednorodnymi i
charakteryzują się określonym stopniem rozdrobnienia faz, przy czym jedna faza jest
rozproszona w drugiej. Faza rozproszona (dyspersyjna) występuje w niewielkiej ilości w
porównaniu z ilością drugiej fazy, która stanowi ciągły ośrodek dyspersyjny. Zarówno faza
rozproszona jak i rozpraszająca mogą występować w dowolnych stanach skupienia. Jeśli
wymiary fazy rozproszonej wynoszÄ… 1-500 nm to taki stan nazywamy koloidalnym.
Stan rozproszenia koloidalnego jest bardzo rozpowszechniony, zarówno w świecie
przyrody ożywionej (białka, pektyny, węglowodany) i nieożywionej (gliny, mgły, pył
wulkaniczny), jak również wśród związków otrzymanych sztucznie w laboratorium
chemicznym (mydła, niektóre barwniki, siarka koloidalna, tlenki metali itp.).
Układy dyspersyjne o wymiarach cząstek większych od 500 nm nazywamy układami
mechanicznymi (zawiesinami lub suspensjami, w których cząstki ulegają sedymentacji), zaś
układy o wymiarach cząstek rozproszonych mniejszych od 1 nm układami o rozdrobnieniu
czÄ…steczkowym ( roztworami rzeczywistymi).
Koloidy są układami termodynamicznie nietrwałymi. Jednym z podstawowych
warunków stabilizacji większości układów koloidalnych jest ładunek elektryczny cząstek fazy
rozproszonej.
Na powierzchni każdej cząstki występuje tzw. warstwa elektryczna:
- warstwa nieruchoma utworzona z silnie zaadsorbowanych jonów, bezpośrednio na
powierzchni czÄ…stki koloidalnej,
- warstwa dyfuzyjna, w której jony są rozmieszczone w określony sposób, lecz znajdują się
w pewnej odległości od powierzchni cząstek, są słabiej z nią zawiązane i mogą zmieniać
swe położenie.
W wyniku takiego rozmieszczenia jonów powstaje różnica potencjału na granicy faz:
cząstka koloidalna - ośrodek dyspersyjny. Szczególne znaczenie w badaniach (elektroforeza)
ma potencjał elektrokinetyczny. Zobojętnienie ładunków elektrycznych koloidów często
prowadzi do zniszczenia stanu koloidalnego przez wydzielenie fazy zdyspergowanej w
postaci większych skupisk. Zjawisko to zwane jest koagulacją.
Koagulację koloidów mogą wywoływać następujące czynniki:
- dodatek elektrolitu,
- dodatek koloidu o Å‚adunku przeciwnym,
- działanie mechaniczne (mieszanie, wytrząsanie)
- ogrzewanie.
30
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
I. Otrzymywanie koloidalnych roztworów siarki
Jedna z metod otrzymywania hydrozolu siarki polega na rozkładzie tiosiarczanu sodu
w środowisku kwaśnym:
Na2S2O3 + H2SO4 ®ð Na2SO4 + SO2 + H2O + Skoloid.
Obecność elektrolitów działa koagulująco na koloid. Trwałość hydrozolu zależy od stężenia
reagentów i może być zwiększona przez dodanie koloidu ochronnego.
Wykonanie doświadczenia:
1.W trzech probówkach przygotować następujące roztwory:
a) 1 cm3 0,1 M Na2S2O3 + 7,5 cm3 wody
b) 1 cm3 0,1 M Na2S2O3 + 7,5 cm3 0,5% roztworu żelatyny
c) 5 cm3 0,1 M Na2S2O3
2. Po ustawieniu probówek w świetle bocznym do probówek a) i b) dodać po 2 cm3 0,1 M
H2SO4, a do probówki c) 5 cm3 0,1 M H2SO4. Kwas wprowadzić szybko, prawie
jednocześnie do wszystkich probówek, włączając przy tym stoper.
3. W każdej probówce obserwować dwa momenty: moment pojawienia się opalescencji (czas
powstania koloidu) oraz moment wytrÄ…cenia siÄ™ osadu (czas koagulacji koloidu).
Obserwacje:
Wyniki obserwacji porównać ze sobą, wyciągając następujące wnioski: jaki jest wpływ
stężenia reagentów na szybkość tworzenia się koloidu i na jego trwałość oraz jaki jest
wpływ żelatyny na trwałość hydrozolu siarki?
Wnioski:
II. Otrzymywanie i koagulacja zolu wodorotlenku żelaza(III)
1. W zlewce o pojemności 250 cm3 podgrzać do wrzenia ok. 40 cm3wody destylowanej.
Do wrzącej wody wkraplać powoli 0,1-molowy roztwór FeCl3 (ok. 10 cm3).
Obserwacje:
31
Reakcja:
2. Otrzymany zol wprowadzić do trzech probówek (po ok. 2,5 cm3). Do jednej dodawać
nasycony roztwór (NH4)2SO4, do drugiej nasycony roztwór Na3PO4 a trzecią zachować do
celów porównawczych.
Obserwacje:
Wnioski:
III. Otrzymywanie emulsji oleju w wodzie.
Do dwóch probówek wlać po ok. 5 cm3 wody destylowanej a następnie po 8-10 kropli
oleju jadalnego. Do pierwszej probówki dodać 10 kropli 1% -owego roztworu płynu do
mycia naczyń. Probówki zatkać korkiem a następnie silnie wytrząsać.
Obserwacje:
Wnioski:
IV. Powstawanie żelu kwasu krzemowego.
Do probówki zawierającej 2 cm3 2M HCl dodać 2 cm3 10%-owego roztworu krzemianu
sodu.
Obserwacje:
32
 ĆWICZENIE 9
Ocena wybranych właściwości fizykochemicznych wody.
Oznaczanie twardości węglanowej wody.
Woda występująca w warunkach naturalnych nie jest związkiem chemicznie czystym, lecz
mieszaniną wieloskładnikową i wielofazową, zawierającą roztwory różnych soli, gazów oraz
substancje pochodzenia mineralnego i organicznego. Domieszki te dostajÄ… siÄ™ do wody w czasie jej
krążenia w przyrodzie. Oznaczenie wszystkich domieszek oraz zanieczyszczeń chemicznych w
wodzie naturalnej jest praktycznie niemożliwe, gdyż w wyniku wzrostu zanieczyszczeń środowiska
różnorodność substancji występujących w wodzie jest prawie nieograniczona.
Badania wody, ze względu na sposób wykonania oznaczeń, można podzielić na fizyczne, w
których próba wody nie ulega żadnym przemianom, oraz chemiczne. Podczas fizycznych badań
wody sprawdza się: temperaturę, mętność, barwę, smak, zapach, gęstość, napięcie powierzchniowe,
potencjał oksydacyjno-redukcyjny i przewodnictwo elektrolityczne. Badania chemiczne wody
naturalnej obejmują między innymi takie oznaczenia jak: odczyn wody, zasadowość, kwasowość,
twardość, utlenialność, BZT (biochemiczne zapotrzebowanie tlenu), ChZT (chemiczne
zapotrzebowanie tlenu), zawartość związków azotowych, chlorków, siarczanów, związków żelaza,
manganu, wapnia, magnezu, sodu, potasu, krzemu, metali ciężkich rozpuszczonego tlenu i
dwutlenku węgla i innych specyficznych związków.
Warunki, jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarstw domowych
określa Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 2002 roku (tab. 1 i 2). Wymagania techniczne
dotyczące wody zarobowej do betonu są określone w normie PN-EN 1008 (tab. 3 i 4).
CZ
ŚĆ DOŚWIADCZALNA
1. Odczyn wody
Odczyn wody określa stężenie jonów wodorowych i jest podawany w skali pH. Wody naturalne
majÄ… pH w przedziale 6,5-8,5.
Wykonanie oznaczenia
Dla pobranych próbek wody zmierzyć pH za pomocą papierków wskaz
nikowych i
pehametru. Na podstawie otrzymanych wyników ocenić stopień agresywności badanej wody.
33
2. Twardość wody
Właściwość tę nadają naturalnej wodzie jony wapnia i magnezu. W zależności od składu
soli wapniowych i magnezowych zawartych w wodzie rozróżnia się dwa rodzaje twardości wody:
a) twardość węglanową wywołaną przez wodorowęglany wapnia i magnezu (Tw),
b) twardość niewęglanową wywołaną przez inne związki wapnia i magnezu, głównie chlorki,
siarczany(VI), azotany(V) (Tn).
Twardość węglanowa i niewęglanowa stanowi w sumie twardość całkowitą wody (Tc).
Twardość wody wyraża siÄ™ w stopniach niemieckich -°ðN. Woda wykazuje twardość równÄ…
jednemu stopniowi niemieckiemu, jeśli 1 dm3 wody zawiera jony wapnia lub magnezu w ilości
równoważnej 10 mg tlenku wapniowego.
Oznaczanie twardości węglanowej wody:
Do trzech kolbek stożkowych pobrać po 50 cm3 badanej wody, dodać 2-3 krople oranżu
metylowego i miareczkować mianowanym roztworem HCl do zmiany barwy wskaz
nika z żółtej na
cebulkowÄ….
Nr próby z wodą ........................
Wyniki miareczkowań: V1................. V2...................... V3......................
Vśr=....................
Obliczenie twardoÅ›ci wÄ™glanowej wody w °ðN
Obliczenie twardości węglanowej wody w mg CaCO3/dm3
34
 35