Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej	Agnieszka Drabek Justyna Mens Łukasz Woś		Rok 3	Grupa 2	Zespół 2
Pracownia: Technologii wody i ścieków	Temat ćwiczenia:		Nr ćwiczenia: 4
Data oddania sprawozdania:	Zwrot do poprawy:	Data oddania:	Data zaliczenia:		Ocena:

1. Wstęp teoretyczny

Stabilność wody- S- woda jest stabilna, jeśli po zetknięciu się z powierzchniami metalowymi lub betonowymi przez dłuższy czas nie zmienia swego składu. Tzn. nie rozpuszcza ani nie wytrąca CaCO₃/.

Wskaźnik stabilności określa się jako stosunek zasadowości wody surowej do zasadowości wody nasyconej węglanem wapnia.

S₁=

Zm_s- zasadowość wody surowej mval/dm³

Zm_n- zasadowość wody nasyconej węglanem wapnia mval/dm³

Wskaźnik S = 1, woda jest stabilna;

Wskaźnik S > 1, woda jest niestabilna, wytrącają się z niej osady;w

Wskaźnik S < 1, woda ma własności korozyjne i może rozpuszczać ochronną warstwę CaCO3

Indeks nasycenia I oblicza się ze wzoru

I= pH_s -pH_n'

gdzie : pHs - rzeczywista wartość odczynu wody (surowej),

pHn′- wartość odczynu wody, przy którym znajduje się ona w stanie równowagi (surowej).

Agresywność- pojęcie to rozumie się jako zdolność wody do rozpuszczania węglanu wapniowego

Korozyjność- oddziaływanie korozyjne wody na stosowane materiały

Woda stabilna nie oznacza, że jest to woda niekorozyjna.

Celami ćwiczenia są wyznaczenie wskaźników stabilności i na ich podstawie dokonanie oceny właściwości badanej wody (w oparciu o jej oddziaływanie na węglan wapniowy), wyznaczenie w warunkach statycznych czasu napowietrzania oraz ilości powietrza koniecznego do całkowitego usunięcia agresywnego dwutlenku węgla.

2. Krótki opis ćwiczenia

Na początku przystąpiliśmy do wykonania suchej pozostałości. Zważyliśmy parownicę. Nalaliśmy 10 ml próbki i odstawiliśmy na łaźnię wodną w celu odparowania do sucha. Suszyliśmy próbę w temperaturze 105 stopni przez godzinę oraz zważyliśmy parownicę po wysuszeniu. Po tej czynności suszyliśmy parownice przez pół godziny i zważyliśmy. Po każdym suszeniu odkładaliśmy parownicę do eksykatora w celu ostudzenia. Następnie oznaczyliśmy pH i temperaturę badanej próbki wody. Kolejnym naszym zadaniem było oznacznie wolnego CO₂ oraz zasadowości ( Z_pi Z_m). Później oznaczyliśmy zawartość Ca². Po tych czynnościach przystąpiliśmy do oznaczenia wskaźnika stabilności i indeksu nasycenia I. Następnie wykonaliśmy część 1 ćwiczenia, czyli napowietrzaliśmy 3l badanej wody w zbiorniku do aeracji. Co określony czas pobieraliśmy próbkę 100 ml i oznaczaliśmy zasadowość oraz wolny CO_2. Wykonaliśmy 5 powtórzeń dla przepływu 15 i 30 l powietrza/h

3. Tabela wyników pomiarowych z obliczeniami pomocniczymi

Sucha pozostałość

Waga parownicy suchej- 67,3299 g

Waga parownicy po 60 minutach suszenia i ostudzeniu- 67, 3286 g

Waga parownicy po 30 minutach suszenia i ostudzeniu- 67, 3276 g

Wyniki pomiarów obarczone są błędem. Może wynikać to z niedokładnego wysuszenia parownicy lub jej zawilgocenia.

Przykładowe wyniki:

Waga parownicy 88,0148 g

Waga parownicy po 1 godzinie suszenia 88,0149

Ciężar parownicy z osadem obliczamy ze wzoru:

z=

z- ciężar parownicy z osadem, mg

b- ciężar pustej parownicy

v- objętość próbki wody poddanej odparowaniu, cm³

z=

z=0,01 mg

ph=7,2

Temperatura: 21, 3۫ C

CO₂ wolny

1. ilość ml roztworu NaOH zużytego ma zmiareczkowanei próby

n-normalność roztworu NaoH, val/l

f-faktor roztworu

R- gramorównoważnik CO₂

v- objętość próby zużytej do oznaczenia

Próbka 1

mg/l

Próbka 2

mg/l

x_śr- 0,165 mg/l

Zasadowość

v-objętość próby zużytej do oznaczenia

a-ilość cm³ roztworu HCL zużytego na miareczkowanie próby

n-normalność r-ru HCL

V_m1=2,4 cm³

V_m2=2,6 cm³

V_mśr= 2,5 cm³

= 2,5 mval/l

Zawartość Ca²⁺

X(Ca²⁺)= 20*v*c(EDTA) mval/l

X₁=2,07 cm³

X₂=2,02 cm³

X₁(Ca²⁺)= 20*2,07*0,05 =2,07mval/l

X₂(Ca²⁺)= 20*2,02*0,05 =2,02mval/l

X_śr=2,045 mvl/l

Obliczenia wskaźnika stabilności wg wzoru:

S₁=

Zm_s- zasadowość wody surowej mval/dm³

Zm_n- zasadowość wody nasyconej węglanem wapnia mval/dm³

Zm_s= 2,5mval/l

Zm_n= 2,55 mval/l

S₁=
=0,98

wskaźnik S < 1, woda ma własności korozyjne i może rozpuszczać ochronną warstwę CaCO3

Indeks nasycenia I oblicza się ze wzoru

I= pH_s -pH_n'

gdzie : pHs - rzeczywista wartość odczynu wody (surowej),

pHn′- wartość odczynu wody, przy którym znajduje się ona w stanie równowagi (surowej).

Wartość pHn′oblicza się na podstawie analizy badanej wody według następującego wzoru

pHn′= f1(t) - f2(Ca²⁺) - f3(Z_m) + f4(P),

gdzie : f1(t) - wartość zależna od temperatury wody,

f2(Ca2+) - wartość zależna od stężenia jonu wapniowego,

f3(Zm) - wartość zależna od zasadowości wody,

f4(P) - wartość zależna od suchej pozostałości.

Temperatura- 22,7۫ C

f1(t)- 2,10

f2(Ca2+) - 0,3

f3(Zm) -1,3

f4(P) -8,68

pHn′= 2,10-0,3 - 1,3+ 8,68=9,18

I= 7,2-9,18=- 1,98

Wpływ czasu aeracji i ilości powietrza na usunięcie agresywnego CO₂

Czas napowietrzania t	Ilość powietrza	Ilość ml roztworu NaOH	Wolny CO2 ­ (a)	Zasadowość wyrażona w mg CO2/l (b)	Zasadowość Zm	Wartość S( a+b)	Wartość G	Agres. CO2 ( G-b)
S	Vpow(l/l/h)	ml	mg/l	mg/l	mval/l			mg/l
Woda surowa
180	15		1,4	30,8	1,5	32,2	126,5	95,7
360	15		1,1	24,2	1,7	25,3	99,4	75,2
540	15		1,0	22	1,9	23	90,4	68,4
720	15		0,9	19,8	2,0	20,7	81,3	61,5
900	15		0,6	13,2	2,1	13,8	54,2	41
180	30		0,9	19,8	1,7	20,7	81,3	61,5
360	30		0,8	17,6	1,8	18,4	72,3	54,7
540	30		0,7	15,4	1,9	16,1	63,3	47,9
720	30		0,5	11	2,1	11,5	45,2	34,2
900	30		0,4	8,8	2,2	9,2	36,2	27,3

Wnioski

- wskaźnik stabilności S < 1, woda ma własności korozyjne i może rozpuszczać ochronną warstwę CaCO3

-ujemna wartość indeksu I wskazuje na agresywne działanie wody na metale i beton.

-ilość agresywnego CO₂ maleje wraz ze wzrostem przepływu powietrza i czasu napowietrzania

-błędy pomiaru wagi parownicy wynikają z niedostatecznego wysuszenia lub zawilgocenia parownicy

- przy zmianie prędkości napowietrzenia nie wymieniliśmy zawartośi zbiornika aeracyjnego i dlatego wyniki pomiarów mogą być obarczone błędem

---