Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Inżynierii Środowiska i Przeróbki Surowców
Rok akademicki:	Przedmiot: Technologia wody i ścieków
Data wykonania: 25.05.2013r	Temat: Oznaczanie podstawowych parametrów wody
Data oddania:	Student: Aneta Szot

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest oznaczenie podstawowych parametrów (takich jak: kwasowość, zasadowość, pH oraz przewodnictwo) wody destylowanej i wodociągowej.

1. Wstęp teoretyczny:

Zasadowość wody jest to zdolność wody naturalnej do zobojętniania mocnych kwasów mineralnych. Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej węglany, wodorowęglany i wodorotlenki oraz występujące w mniejszych stężeniach krzemiany, borany, fosforany, amoniak, zasadowe związki organiczne, sole hydrolizujące z odczynem zasadowym.

W wodach naturalnych (o pH=8,3) na ogół występują wodorowęglany i węglany wapnia i magnezu, a także w niewielkiej ilości wodorowęglany żelaza.

W wodach zanieczyszczonych ściekami przemysłowymi (o pH>8,3) mogą występować również wodorowęglany sodu, które w efekcie hydrolizy wytwarzają jony wodorotlenowe.

W zależności od zakresu wartości pH wody i ścieków rozróżnia się zasadowość:

• Alkaliczną- jest ilościowym wskaźnikiem zawartości jonów wodorotlenkowych i węglanowych, oznaczanym przez miareczkowanie próbki mocnym kwasem do pH=8,3 wobec fenoloftaleiny lub potencjometrycznie.

• Ogólną- jest ilościowym wskaźnikiem zawartości jonów węglanowych, wodorowęglanowych wodorotlenkowych i innych anionów pochodzących z dysocjacji soli słabych kwasów i mocnych zasad, oznaczonym przez miareczkowanie próbki mocnym kwasem od pH=4,5, wobec oranżu metylowego.

Kwasowość wody naturalnej to zdolność do zobojętniania mocnych zasad lub węglanów. Jest ona wywołana głównie obecnością rozpuszczonego di tlenku węgla i niekiedy obecnością słabych kwasów organicznych (np. kwasów humusowych) lub mocnych kwasów mineralnych (zanieczyszczenia ściekowe, kwaśne deszcze). Kwasowość może być także rezultatem hydrolizy soli słabych kwasów i zasad powszechnie używanych w procesie uzdatniania wody.

Rozróżnia się dwa rodzaje kwasowości:

• Kwasowość mineralną- ilościowy wskaźnik zawartości mocnych kwasów mineralnych, oznaczany przez miareczkowanie próbki mocną zasadą do pH=4,5 wobec oranżu metylowego lub potencjometrycznie

• Kwasowość ogólną- ilościowy wskaźnik zawartości mocnych kwasów i słabych zasad, oznaczany przez miareczkowanie próbki mocną zasadą do pH=8,3, wobec fenoloftaleiny lub potencjometrycznie.

Przewodnictwo właściwe wody (konduktywność) jest to zdolność roztworu wodnego do przewodzenia prądu elektrycznego. Definiuje się ją jako odwrotność oporu właściwego słupa cieczy zawartego pomiędzy elektrodami o powierzchni 1cm² oddalonymi od siebie o 1cm. Ponieważ przewodnictwo zależy od stężenia elektrolitu oraz jego rozpadu na jony, może być ono pośrednią miarą stężenia substancji rozpuszczonych o charakterze jonowym. Nie dotyczy to związków organicznych, które nie mają zdolności przewodzenia prądu.

pH to ujemny logarytm dziesiętny aktywności jonów hydroniowych wyrażonych w molach na decymetr sześcienny.

pH = - log [H₂O ]

Skala pH wynosi od 0 – 14.

pH < 7 roztwór kwaśny

pH = 7 roztwór obojętny

pH > 7 roztwór zasadowy

Literatura:

„ Technologia wody i ścieków cz1/2.”- A. Gala, A.Hołda, E. Kisielowska, A. Młynarczykowska, S.Sanak-Rydlewska

1. Wykonanie ćwiczenia

• Oznaczanie zasadowości alkalicznej

Do kolby stożkowej odmierzono 100cm³ wody wodociągowej i dodano kilka kropli fenoloftaleiny. Badane próbki nie zabarwiły się na kolor różowy co oznacza brak tego rodzaju zasadowości.

• Oznaczanie zasadowości całkowitej

Do kolby stożkowej odmierzono 100cm³ wody wodociągowej i 200cm³ wody destylowanej. Następnie dodano kilka kropel oranżu metylowego. Jeżeli woda zabarwiła się na kolor żółty należało miareczkować 0,1M HCl, aż do zmiany zabarwienia na czerwony, gdy woda nie zabarwiła się nie należy miareczkować. Po ustaleniu objętości próbki powtórzono miareczkowanie w celu potwierdzenia wyniku.

V	Objętość próbki wody pitnej
2,6 ml	100 ml
2,5 ml	100ml
V	Objętość próbki wody destylowanej
0,65 ml	200 ml
0,55 ml	200ml

• Oznaczenie kwasowości mineralnej

Do kolby stożkowej odmierzono 100cm³ badanej próbki. Dodano kilka kropli oranżu metylowego. Badane próbki nie zabarwiły się na kolor czerwony, co oznacza brak tego rodzaju kwasowości.

• Oznaczanie kwasowości ogólnej

Do kolby stożkowej odmierzono 100cm³ próbki wody wodociągowej i 200 cm³ wody destylowanej, następnie dodano 5 kropli fenoloftaleiny. Próbki nie zmieniły koloru zatem miareczkowano 0,1 M NaOH (0,5 dla wody destylowanej) aż do zmiany zabarwienia z na kolor słabo-różowy.

V	Objętość próbki wody wodociągowej
0,3 ml	100 ml
0,3 ml	100ml
V	Objętość próbki wody destylowanej
0,5 ml	200 ml
0,5 ml	200ml

• Pomiar pH

Zmierzono pH dla próbki z wodą wodociągową i wodą destylowaną, metodą elektromagnetyczna za pomocą pehametru.

• Pomiar przewodnictwa

Przepłukano naczynie konduktometryczne badana próbką i następnie dokonano pomiaru przewodności skalibrowanym konduktometrem.

1. Opracowanie wyników:

• Oznaczenia zasadowości alkalicznej:

Woda wodociągowa+ fenoloftaleina= brak zasadowości

Woda destylowana + fenoloftaleina= brak zasadowości

• Oznaczanie zasadowości całkowitej:

Wyznaczana ze wzoru:

Z_m=$\frac{b*100}{V}$[mval/dm³]

b- objętośc 0,1M HCl użyta do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]

V- objętość próbki wody użytej do oznaczania, [cm³]

Zasadowość całkowita[mval/dm^3]
Woda destylowana
Woda wodociągowa

Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć zasadowość węglanową Z_CO3²⁻ , wodorowęglanową Z_HCO3⁻ i wodorotlenową Z_OH⁻:

Dlatego że Z_p nie było badane, przyjmujemy jego wartość jako Z_p = 0 i obliczamy tylko zasadowość wodorowęglanową:

Z_HCO3⁻ =Z_m

	Woda destylowana [mval/dm^3]	Woda wodociągowa [mval/dm^3]
ZCO3^2−	brak	brak
ZHCO3^−	0,3	2,55
ZOH^−	brak	brak

• Oznaczanie kwasowość mineralnej:

Woda wodociągowa+ oranż metylowy= brak kwasowości

Woda destylowana oranż metylowy= brak kwasowości

• Oznaczanie kwasowości ogólnej:

K_og=$\frac{a*100}{V}$

gdzie:

a-objętość 0,1M NaOH użyta do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]

V- objętość próbki wody użytej do oznaczania, [cm³]

K_og=0,3 [mval/dm³] woda wodociągowa

K_og=0,25 [mval/dm³] woda destylowana

• Przewodność wody oblicza się następująco:

χ=k*χ₂

k- stała konduktometryczna równa 0,51

χ₂- przewodność zmierzona na konduktometrze [μS/cm]

	Woda destylowana	Woda wodociągowa
Przewodność zmierzona [μS/cm]	26,6	339
Przewodność obliczona [μS/cm]	13,57	172,89

• Pomiar pH

	Woda destylowana	Woda wodociągowa
pH	6,11	7,5
Temperatura w trakcie pomiaru pH	20,8°C	21,5°C

Wnioski:

Woda destylowana i wodociągowa nie zawiera zawiesiny ogólnej, dlatego nie została ona oznaczona.

Wody te nie zawierają również zasadowości alkalicznej( ich pH jest mniejsze od 8,3), oraz kwasowości mineralnej (ich pH jest większe od 4,5). Zawierają natomiast kwasowość i zasadowość ogólną.

Woda wodociągowa wykazuje większą zasadowość całkowitą od wody destylowanej.

Na podstawie uzyskanych wyników zasadowości całkowitej obliczono zasadowość wodorowęglanową. Zasadowość węglanowa i wodorotlenowa w próbkach badanych wód nie wystąpiła.

Wartość pH wody wodociągowej równa 7,5 zawiera się w przedziale od 6,5 do 8,5, a więc w przedziale wody zdatnej do picia. Wartość pH wody destylowanej różni się od obojętnego. Może to wynikać z niedokładności pomiaru lub ze względu na wpływ temperatury.

Przewodnictwo wody wodociągowej równe 339[μS/cm] mieści się w granicach normowych. Natomiast przewodnictwo wody destylowanej jest zbyt duże. Wynosi ono 26,6 [μS/cm], a według norm wartość ta powinna zawierać się w przedziale od 0,5 do 2,0 [μS/cm].