Daria Chęć 94497 Wrocław, 28.11.2011r

Zestaw nr 20

Ćwiczenie nr 10

Oznaczanie ilościowe agresywnego dwutlenku węgla w wodzie

Prowadzący: dr inż. Elżbieta Jagiełło

1. Wstęp

a) CO₂ dzieli się na dwie grupy:

- związany w sole: w wodzie jest najwięcej wodorowęglanów i węglanów

- wolny: dwutlenek węgla w postaci gazowej, niewielka ilość kwasu węglowego.

Agresywny dwutlenek węgla

Część wolnego CO₂ służy, aby nie dopuścić do rozkładu wodorowęglanu w wodzie. Rozkład Ca(HCO₃)₂ powoduje powstawanie kamienia kotłowego. Ilość wolnego CO₂ (aby nie dopuścić do rozkładu wodorowęglanu w wodzie) jest taka sama jaka powstałaby z rozpadu Ca(HCO₃)₂.

Ca(HCO₃)₂ ← CaCO₃ + CO₂ + H₂O

↕

CO_{2 wolny} = CO_{2 przy r. w-w}

Gdyby było więcej wolnego CO₂ niż przynależnego, wówczas nadmiar nazywany jest dwutlenkiem węgla agresywnym, wywołującym w wodzie agresywność węglanową. Agresywność ta polega na przemieszczaniu z betonu związków wapnia.

CO_{2 wolny} = CO_{2 przy r. w-w} + CO_{2 agr.}

Przyjmuje się, że wody zawierające powyżej 4 mg/dm³ CO₂ agresywnego powodują korozję betonu i cementu. Korozyjność wody wyznaczają: dwutlenek węgla wolny, w tym agresywny, pH, zasadowość wody.

b) Zasada oznaczania agresywnego CO₂

Oznaczanie polega na określaniu wzrostu zasadowości wody, do której dodano marmur w stosunku do zasadowości pierwotnej wody (bez marmuru).

Dwutlenek agresywny część marmuru przeprowadzi do wody w postaci wodorowęglanu.

CO_{2 agr.} + H₂O + CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2OH^- + CO₂

1. Daną próbkę przesączam przez sączek do kolby stożkowej ( 300 ml).

2. Odmierzam 100 ml z przesączu do kolby stożkowej (200 ml).

3. Dodaję 3 krople oranżu metylowego i mieszam.

4. Rozpoczynam miareczkowanie kwasem solnym do momentu zmiany zabarwienia z żółtego na pierwszy róż w pomarańczy. Zmiana zabarwienie oznacza koniec miareczkowania, poczym odczytuje ilość cm³ HCl z biurety,

5. Miareczkowanie powtarzam jeszcze dwa razy.

6. Odmierzam 100 ml wody z kranu do kolby stożkowej, dodaję 3 krople oranżu metylowego i miareczkuję 0,1 M HC

   • a - ilość zużytego do miareczkowania HCl ;

1. Miareczkowanie nr 1 próbki nr 20

a₁ = 3,5cm³

1. Miareczkowanie nr 2 próbki nr 20

a₂ = 3,6 cm³

1. Miareczkowanie nr 3 wody z kranu

a₃ = 3,5 cm³

Obliczanie wyników:

$\times = \ \frac{\left\lbrack \left( a - b \right) \right\rbrack*2,2*1000}{V}\text{\ \ }\frac{\text{mgC}O_{2}}{dm^{3}}\text{\ \ }$

a – ilość 0,1 M HCl zużyta na zmiareczkowanie 100 cm³ wody z dodatkiem marmuru

b – ilość 0,1 M HCl zużyta na zmiareczkowanie 100 cm³ wody bez marmuru

2,2 – współczynnik przeliczeniowy (1 cm³ 0,1 M HCl odpowiada 2,2 mg CO₂)

v – objętość wody wzięta do miareczkowania

Obliczanie agresywnego CO_{2 :}

$\times \ = \ \frac{\left\lbrack \left( 1,95 - 1,78 \right)*2,2*1000 \right\rbrack}{50} = 7,48\ \frac{\text{mg\ C}O_{2}}{dm^{3}}$

Obserwacje i wnioski:

W badanej próbce jest 7,48 mg/dm³ agresywnego dwutlenku węgla.