Ćwiczenie 1.

Dostałeś w spadku działkę budowlaną w okolicach Polkowic. Teren jest częściowo uzbrojony. Jest kanalizacja, ale wodę musisz mieć swoją. Zamawiasz studnię wierconą, która kosztuje Cię dość sporo, bo zwierciadło wód gruntowych, jak się okazało, jest tam głęboko. Podobno, jak twierdzi sąsiad: „to przez te kopalnie pod nami”. Z przerażeniem myślisz, że Twoja woda może pochodzić z poziomu piaskowców kruszconośnych bogatych w pirotyn. Zanim wyślesz próbkę do analizy na żelazo postanawiasz policzyć, ile żelaza byłoby w wodze, gdyby była ona w równowadze z pirotynem. Ponadto woda z tej studni wierconej jest bardzo zimna (ma ok. 5^oC). Zastanawiasz się, czy jak się ogrzeje, np. przy myciu zębów, to czy nie wytrąci się z niej pirotyn?

1. czy pirotyn jest trwałym minerałem w reakcji rozpuszczania?

FeS ↔ Fe²⁺ + S^2- (dla T = 25^oC i P = 1 atm.)

1. oblicz stałą równowagi K (równa w tym wypadku stałej rozpuszczalności K_sp) dla temperatury wody w studni 5^oC. Jeżeli założymy, że jedynym źródłem Fe i S w wodzie jest rozpuszczający się pirotyn to stężenie żelaza w wodzie studziennej wyniesie $\sqrt{}K_{\text{sp}}$ mol/dm³ (ponieważ K_sp = [Fe²⁺]*[S^2-], [Fe²⁺]=[S^2-]).

2. jeśli Twoja woda studzienna ogrzeje się do 25^oC to, czy spowoduje to wytrącanie się pirotynu?

Ćwiczenie 2.

Powtórz to samo zadanie przyjmując, że piaskowce kruszconośne są bogate w greenockit (CdS).

Ćwiczenie 3.

Dostarczono Ci wyniki analiz chemicznych zestawione w mg/dm³ dla dwóch wód mineralnych (nr 1,2) i dwóch powierzchniowych (nr 3,4).

• przedstaw wyniki w mmol/dm³ i mval/dm³

• sprawdź poprawność analizy (oblicz bilans jonowy i podaj błąd analizy %)

• oblicz twardość wód (mval/dm³) i dokonaj klasyfikacji na jej podstawie

• przedstaw wyniki analiz chemicznych na diagramach Pipera i Stiffa

• porównaj parametry ChZT i BZT dla wód powierzchniowych i podaj wnioski

Składnik (mg/dm^3)	1	2	Składnik (mg/dm^3)	3	4
Ca^2+	202	445,96	Ca^2+	51,70	90,74
Mg^2+	25,02	47,537	Mg^2+	17,84	7,75
Na^+	1700	20,75	Na^+	10,75	22,30
K^+	38,4	3,482	K^+	1,69	1,02
HCO3^-	3002,08	1671,1	HCO3^-	228,1	322,1
SO4^2-	6,69	5,761	SO4^2-	22,11	44,82
Cl^-	1313,07	5,371	Cl^-	3,60	12,80
Br^-	0,5	b.d.	PO4^3-	0,62	0,86
I^-	0,2	b.d.	NO3^-	6,48	9,60
Li^+	1,21	0,109	NH4^+	0,54	0,80
Fe^2+	0,01	16,943	Li^+	0,02	0,04
Mn^2+	0,12	0,6	Fe^2+	0,09	0,05
Sr^2+	1,4	b.d.	Mn^2+	0,023	0,013
Ba^2+	0,53	b.d.	Sr^2+	1,04	0,60
CO2	1385	1761,8	ChZT-Cr	14,96	6,55
H2S	1,24	b.d.	BZT5	5,99	2,62

Wyniki analizy chemicznej przedstawiono w tabeli X.

Składnik	1 (mg/dm^3)	1 (mmol/dm^3)	1 (mval/dm^3)	2 (mg/dm^3)	2 (mmol/dm^3)	2 (mval/dm^3)
Ca^2+	202	5,04	10,08	445,96	11,127	22,254
Mg^2+	25,02	1,029	2,058	47,537	1,955	3,91
Na^+	1700	73,923	73,923	20,75	0,902	0,902
K^+	38,4	0,982	0,982	3,482	0,09	0,09
HCO3^-	3002,08	49,206	49,206	1671,1	27,391	27,391
SO4^2-	6,69	0,07	0,14	5,761	0,06	0,12
Cl^-	1313,07	37,044	37,044	5,371	0,152	0,152
Br^-	0,5	0,006	0,006	b.d.	-	-
I^-	0,2	0,002	0,004	b.d.	-	-
Li^+	1,21	0,174	0,174	0,109	0,016	0,016
Fe^2+	0,01	0,00018	0,00036	16,943	0,303	0,606
Mn^2+	0,12	0,002	0,004	0,6	0,011	0,022
Sr^2+	1,4	0,016	0,032	b.d.	-	-
Ba^2+	0,53	0,004	0,008	b.d.	-	-
CO2	1385	31,47		1761,8	40,032
H2S	1,24	0,036		b.d.	-	-

Składnik	3 (mg/dm^3)	3 (mmol/dm^3)	3 (mval/dm^3)	4 (mg/dm^3)	4 (mmol/dm^3)	4 (mval/dm^3)
Ca^2+	51,70	1,29	2,58	90,74	2,264	4,528
Mg^2+	17,84	0,734	1,468	7,75	0,319	0,638
Na^+	10,75	0,467	0,467	22,30	0,97	0,97
K^+	1,69	0,043	0,043	1,02	0,026	0,026
HCO3^-	228,1	3,739	3,739	322,1	5,28	5,28
SO4^2-	22,11	0,23	0,46	44,82	0,467	0,934
Cl^-	3,60	0,102	0,102	12,80	0,361	0,361
PO4^3-	0,62	0,007	0,021	0,86	0,009	0,027
NO3^-	6,48	0,105	0,105	9,60	0,155	0,155
NH4^+	0,54	0,03	0,03	0,80	0,044	0,044
Li^+	0,02	0,00288	0,003	0,04	0,006	0,006
Fe^2+	0,09	0,0016	0,0032	0,05	0,0009	0,0018
Mn^2+	0,023	0,00042	0,00084	0,013	0,00024	0,00048
Sr^2+	1,04	0,012	0,024	0,60	0,007	0,014
ChZT-Cr	14,96			6,55
BZT5	5,99			2,62

Twardość wody

Określa się za pomocą skali twardości wody, opartych na zawartości kationu Ca²⁺ w próbce w mmol/dm³ lub mval/dm³. Do określenia twardości wody wykorzystano poniższą tabelę (tab. X)

L.p.	Stopień twardości wody	Ca^2+ [mval/dm^3]	Ca^2+ [mmol/dm^3]
1.	Woda bardzo miękka	<2	<1
2.	Woda miękka	2 - 4	1 – 2
3.	Woda średnio – twarda	4 – 7	2 – 3,5
4.	Woda twarda	7 – 11	3,5 – 5,5
5.	Woda bardzo twarda	>11	>5,5

Na tej podstawie określono następujące twardości wód:

Próbka nr 1 o zaw. Ca²⁺ = 5,04 mmol/dm³ jest wodą twardą

Próbka nr 2 o zaw. Ca²⁺ = 11,127 mmol/dm³ jest wodą bardzo twardą

Próbka nr 3 o zaw. Ca²⁺ = 1,29 mmol/dm³ jest wodą miękką

Próbka nr 4 o zaw. Ca²⁺ = 2,264 mmol/dm³ jest wodą średnio - twardą