Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Paweł Chodyński

ROK AKADEMICKI

2012/2013

SEM. II

SPRAWOZDANIE

TEMAT: Woda zarobowa I

Data ćwiczenia
Data oddania
Ocena
Podpis

Ćwiczenie 1. Oznaczenie : barwy, zapachu i pH wody, obecności w wodzie detergentów, olejów i tłuszczów, zawiesiny.

1. Do szklanych naczyń z korkiem na szlif odmierzamy po 100 ml badanych wód, do pierwszego wodę nr 1, do drugiego wodę nr 2. Wylot zamykamy korkiem.

2. Obydwa naczynia silnie wstrząsamy przez ok. 30 sekund.

3. Naczynia otwieramy i sprawdzamy zapach.

Wnioski :Woda nr 1 nie ma zapachu gnilnego.

Woda nr 2 nie ma zapachu gnilnego.

1. Odstawiamy ponownie zamknięte naczynia w miejscu nie narażonym na drgania. Obserwujemy:

Po 2 minutach:

Wnioski : Woda nr 1 wyglądem nie odbiega od wyglądu wody wodociągowej

Woda nr 2 – piana na powierzchni.

Po 30 minutach :

Wnioski : Woda nr 1 wyglądem nie odbiega od wyglądu wody wodociągowej

Woda nr 2 ma barwę mętno-brązową, osad na dnie.

1. Za pomocą pH-metru mierzymy pH obydwu wód.

Wnioski : pH wody nr 1 wynosi 7,59 – jest to pH zasadowe,

pH wody nr 2 wynosi 8,80 – jest to pH zasadowe.

Ćwiczenie 2. Oznaczanie obecności substancji humusowych.

1. W dwóch próbówkach umieszczamy kolejno :

   5 cm³ wody do badań nr 1 oraz dodajemy za pomocą pipety 5 cm³ 6% roztworu NaOH.

   5 cm³ wody do badań nr 2 oraz dodajemy za pomocą pipety 5 cm³ 6% roztworu NaOH.

2. Próbówki odstawiamy na jedną godzinę. Po jej upływie obserwujemy zabarwienie.

Wnioski : Woda nr 1 jest bezbarwna – spełnia wymagania normy.

Woda nr 2 ma barwę żółtawo-brązową – spełnia wymagania normy.

Ćwiczenie 3. Oznaczanie kwasowości i zasadowości.

1. Za pomocą kilku kropel fenoloftaleiny oraz oranżu metylowego, następnie miareczkowaniu próbek wód 0,5 molowym roztworem NaOH oraz 0,1 molowym roztworem HCl określamy pH wód.

2. W zależności od pH wody wykonujemy oznaczenia :

   Dla wody nr 1 o pH równym 7,43 : kwasowość ogólną, zasadowość ogólną.

   Dla wody nr 2 o pH równym 8,83 : zasadowość ogólną, zasadowość mineralną.

3. Korzystamy ze wzorów :

   KWASOWOŚĆ$K = \ \frac{C\ \bullet a\ \bullet 1000}{V}\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$

   a – objętość NaOH użyta na zmiareczkowanie próby [ml]

   C – stężenie molowe roztworu NaOH [mol/dm³]

   V – objętość badanej próby wody [ml]

   1000 – przelicznik objętości roztworu na litry

ZASADOWOŚĆ$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Z = \ \frac{C\ \bullet b\ \bullet 1000}{V}\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$

b – objętość HCl użyta na zmiareczkowanie próby [ml]

C – stężenie molowe roztworu NaOH [mol/dm³]

V – objętość badanej próby wody [ml]

1000 – przelicznik objętości roztworu na litry

1. Dokonujemy obliczeń :

Woda nr 1

Kwasowość ogólna

$$K_{\text{og}} = \ \frac{0,05\ \bullet 2,2\ \bullet 1000}{100} = 1,1\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$$

Zasadowość ogólna

$$Z_{M} = \ \frac{0,1\ \bullet 5\ \bullet 1000}{100} = 5\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$$

Woda nr 2

Zasadowość ogólna

$$Z_{M} = \ \frac{0,1\ \bullet 5,6\ \bullet 1000}{100} = 5,6\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$$

Zasadowość mineralna

$$Z_{F} = \ \frac{0,1\ \bullet 3,4\ \bullet 1000}{100} = 3,4\frac{\text{mmol}}{\text{dm}^{3}}$$

Wstęp teoretyczny

Woda zarobowa - woda, którą używa się do zarabiana betonów i zapraw w budownictwie. Pełni ona zasadniczą role w procesach wiązania i twardnienia spoiw cementowych.

1. Parametry fizyczne i chemiczne :

Barwa -powinna odpowiadać barwie wody wodociągowej albo być żółtawobrązowa lub jaśniejsza. Naturalna barwa wody, jej odcień i intensywność pochodzi i zależy zazwyczaj od substancji humusowych. Skala barw wody jest bardzo szeroka, od zabarwienia lekko żółtego do barwy brązowej. Wody podziemne posiadająmałą skalą barwy naturalnej, barwa wód powierzchniowych jest zmienna w szerokich granicach, z powodu ścieków przemysłowych z produkcji barwników, farb i przemysłu tekstylnego, produkcji celulozy, które nadają wodzie barwę specyficzną. Barwa wód powierzchniowych może się również zmieniać na skutek rozwoju mikroorganizmów.

Zapach - woda nie powinna wydzielać zapachu gnilnego. Rozróżnia się trzy zasadnicze grupy zapachów: roślinny (np. zapach ziemi, siana, trawy, torfu , mchu i kwiatów), gnilny (np. zapach siarkowodoru, stęchlizny, pleśni, fekaliów), specyficzny (np. chlor).

Zawiesina tonie więcej niż 4 ml osadu, czyli woda nie powinna zawierać grudek i kłaczków. Zawiesina powstaje na skutek występowania w wodzie nierozpuszczonych substancji nieorganicznych i organicznych jak np., substancje humusowe (czyli kawas huminowy, ulminowy i kreonowy), plankton, drobnoustroje cząstki piasku, gliny, iły, cząstki osadów dennych zawierających znaczne ilości wodorowęglanów wapnia, manganu lub żelaza.

Odczyn pHnie mniejszy niż 4 (pH ≥ 4), odczyn większości wód naturalnych wynosi 6,5 – 8,5.

Kwasowość wody - to zdolność do zobojętniania dodawanych do wody silnych zasad nieorganicznych lub węglanów wobec umownych wskaźników. Reakcje zobojętniania za pomocą zasad przedstawia równanie:

H⁺ + OH^- = H₂O

CO₂ + OH^-= HCO₃^- .

Kwasowość wód naturalnych wywołana jest obecnością w nich wolnego, nierozpuszczonego dwutlenku węgla, słabych kwasów organicznych (humusów) oraz produktów hydrolizy soli żelaza lub glinu, wprowadzonych do wody podczas procesu koagulacji. W analityce rozróżnia się dwa rodzaje kwasowości wody:

1. kwasowość mineralnąspowodowaną mocnymi kwasami nieorganicznymi, występuje gdy pH< 4,5 i oznacza się ją wobec oranżu metylowego (używając mianowanego roztworu NaOH), woda ma wtedy charakter silnie korozyjny w stosunku do betonu, żelaza i innych metali, dlatego kwasowość mineralna jest niedopuszczalna w wodach użytkowych.

2. kwasowość ogólna spowodowana CO₂ i słabymi kwasami organicznymi, występuje gdy

   pH< 8,3 i oznacza się ją wobec fenoloftaleiny, kwasowość ta ze względu na higienę nie ma większego znaczenia.

Zasadowość wody- to zdolność wody naturalnej do zobojętniania dodawanych do niej mocnych kwasów nieorganicznych (tj. przyjmowania protonów) do określonego pH wobec umownych wskaźników. Zasadowość wód spowodowana jest obecnością wodorowęglanów, węglanów (głównie metali alkalicznych), rzadziej wodorotlenków, boranów, krzemianów i fosforanów. Gdy pH<8,3 występują przeważnie wodorowęglany Ca(HCO3)2, Mg(HCO₃)₂, Fe(HCO₃)₂, rzadziej NaHCO₃. W wodach zanieczyszczonych ściekami przemysłowymi (kiedy pH> 8,3) mogą występować obok anionów słabych kwasów jak np. HCO₃^- , CO₃^2-, H₂PO₄^-,HPO₄^2-, SiO₃^2- oraz mocne zasady jak NaOH, KOH i Ca(OH)2, które dysocjują z wytworzeniem jonów OH^-.Wyróżniamy dwa rodzaje zasadowości:

1. zasadowość ogólnaM oznaczana wobec oranżu metylowego przy pH> 4,5, występują wtedy aniony wodorowęglanowe HCO₃^- i CO₃^2-.

2. zasadowość mineralna F oznaczana wobec fenoloftaleiny przy pH> 8,3, występują wtedy jony OH^- i CO₃^2-.

Wody naturalne mogą jednocześnie wykazywać zasadowość i kwasowość ogólną. Ma to miejsce szczególnie w wodach o wysokiej twardości węglanowej i dużej zawartości dwutlenku węgła. Zjawisko to jest możliwe, gdyż wywołane jest przez współistniejące ze sobą składniki wody, które tworzą układ buforowy wody naturalnej (H₂CO^3-, HCO^3-).