LABORATORIUM CHEMII
Politechnika Koszalińska
Prowadzący: Dr inż. Izabela Siebielska

1.Zasadowość wody

Właściwością wody, którą określa się, jako zasadowość, jest zdolność do zobojętniania kwasów mineralnych w określonych warunkach. Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej wodorowęglany i węglany oraz występujące rzadziej wodorotlenki lub w niewielkich ilościach krzemiany, borany i fosforany. W wodach naturalnych występują w największych ilościach wodorowęglany wapnia i magnezu. Poza tym węglany magnezu i w niewielkich stężeniach węglan wapnia. Obok wodorowęglanów i węglanów wapnia oraz magnezu w niektórych wodach znajdują się węglany i wodorowęglany sodu i potasu. W takich przypadkach woda cechuje się większą zasadowością od twardości ogólnej. Różnica pomiędzy zasadowością a twardością ogólna jest określana, jako zasadowość alkaliczna. Ten rodzaj zasadowości powodowany jest właśnie przez zawarte w wodzie wodorowęglany lub węglany potasu sodu. Zasadowości wody w punkcie widzenia sanitarnego ma znaczenie drugorzędne. Ma natomiast duże znaczenie w ocenie wody do celów gospodarczych i technicznych. Np. zasadowość ogólna, która odpowiada twardości węglanowej, ma znaczenie w wodzie do zasilania kotłów. Podobnie niepożądana jest zasadowość alkaliczna w wodzie do celów technicznych, gdyż wywołuje silne pienienie wody w kotle. Oznaczenie zasadowości 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 ok. 4,5.

Miareczkowanie do pH ok. 8,3OH^- + H⁺ → H₂O

Miareczkowanie do pH ok. 4,5 CO₂^2- + H⁺ → HCO₃^-

HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂

Określenie zasadowość ogólnej oznacza sumę wszystkich związków chemicznych w wodzie, które reagują zasadowo wobec oranżu metylowego pH4,5

Zasadowość wobec fenoloftaleiny oznacza sumę wszystkich związków reagujących zasadowo, powyżej pH 8,3

2. Tabela pomiarów miareczkowania

Fenoloftalenina
1 proba
2 proba
wartość śr.
Oranż metylowy
1 proba
2 proba
wartość śr.

3. Oznaczanie zasadowość metodą miareczkową wobec fenoloftaleiny

Związki zasadowe zawarte w wodzie są zobojętniane mianowanym roztworem mocnego kwasu przy użyciu fenoloftaleiny, jako wskaźnika. Miareczkowanie prowadzi się do zaniku fioletowego zabarwienia próbki.
Wykonanie oznaczenia:
Do kolby stożkowej odmierzamy 50cm³ badanej wody i dodajemy 3 krople roztworu fenoloftaleiny. Kiedy woda zabarwi się na kolor fioletowy, należy ją miareczkować kwasem solnym c= 0,1 mol/dm³ do zaniku zabarwienia. Jeżeli woda nie zabarwi się na fioletowo po dodaniu do niej roztworu fenoloftaleiny, oznacza to, że ten rodzaj zasadowości nie występuje.

Obliczenia:

$$Z = \frac{V_{\text{HCl}} \times C_{\text{HCl}} \times 1000}{V_{\text{probki}}}\text{\ \ \ }\left\lbrack mmol/\text{dm}^{3} \right\rbrack\text{\ \ }$$

V_HCl - Ilość HCl użyta do miareczkowania próbki cm³

C_HCl - stężenie HCl – 0,1 mol/dm³

V_probki - objetość próbki wody użytej do oznaczenia cm³

$$Z = \frac{4,38 \times 0,1 \times 1000}{50}$$

Z = 8, 76 [mmol/dm³]

4. Oznaczanie zasadowość metodą miareczkową wobec oranżu metylowego

Zasadowość ogólną wody oznacza się za pomocą miareczkowania próbki roztworem mianowanym mocnego kwasu mineralnego do pH 4,5, wobec oranżu metylowego jako wskaźnika. Miareczkowanie prowadzi się do zmiany zabarwienia próbki pomarańczowego na różowo pomarańczowy. W oznaczeniu przeszkadzają, podobnie jak przy oznaczaniu zasadowości wobec fenoloftaleiny, mętność i barwa wody.

Wykonanie oznaczenia:

Do kolby stożkowej odmierzamy 50cm³ badanej wody i dodajemy 3 krople roztworu oranżu metylowego. Kiedy woda zabarwi się na kolor pomarańczowy, należy ją miareczkować kwasem solnym c= 0,1 mol/dm³ do zmiany jej zabarwienia na kolor różowopomarańczowy.

Obliczenia:

$$Z = \frac{V_{\text{HCl}} \times C_{\text{HCl}} \times 1000}{V_{\text{probki}}}\text{\ \ \ }\left\lbrack mmol/\text{dm}^{3} \right\rbrack\text{\ \ }$$

V_HCl - Ilość HCl użyta do miareczkowania próbki cm³

C_HCl - stężenie HCl – 0,1 mol/dm³

V_probki - objetość próbki wody użytej do oznaczenia cm³

$$Z = \frac{4,53 \times 0,1 \times 1000}{50}$$

Z = 9, 06 [mmol/dm³]

5. Oznaczanie kwasowości mineralnej i ogólnej

Kwasowość wody oznacza się przez miareczkowanie badanej próbki mianowanym roztworem NaOH wobec oranżu metylowego do pierwszej zmiany barwy (kwasowość mineralna), a następnie wobec fenoloftaleiny do wyraźnie różowego zabarwienia (kwasowość ogólna).

Oznaczenie kwasowości ogólnej ze wzoru:

Kwasowość ogólna badanej próbki wody wynosiła 3,1mmol/dm³

Oznaczenie kwasowości mineralnej ze wzoru:

Kwasowość mineralna badanej próbki wody wynosiła 2,55mmol/dm³

gdzie:

C_NaOH – stężenie molowe NaOH użytego do miareczkowania w mol/dm³

V – objętość miareczkowanego NaOH w ml

v – ilość miareczkowanej próbki w ml

1000 – przelicznik na mmol