Technologia wody i ścieków- laboratorium	Iś, ROK II, grupa 4/1
Data wykonania 24.03.2011	Tytuł ćwiczenia Oznaczanie podstawowych parametrów wody i ścieków
Data oddania 14.04.2011

1. Wstęp

pH - ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta oparta jest na aktywności jonów hydroniowych [H₃O⁺] w roztworach wodnych.

Zasadowość wód - zdolność do zobojętniania mocnych kwasów nieorganicznych. Zasadowość wód pochodzi od głównie od wodorowęglanów, fosforanów, boranów, krzemianów.

Kwasowość wód - zdolność do zobojętniania dodawanych do niej silnych zasad nieorganicznych lub węglanów potasowców. Kwasowość wód naturalnych może być spowodowana obecnością w niej: kwasów taninowych, humusowych, nieorganicznych oraz produktów hydrolizy niektórych soli. Naturalnie kwasowość może pochodzić od czynników atmosferycznych (przez rozpuszczanie ditlenku węgla) oraz z gleby (poprzez kwasy humusowe).

Kwasowość mineralna- spowodowana mocnymi kwasami. Występuje wtedy, gdy pH wody jest poniżej 4,6. Kwasowość tą oznaczamy przy pomocy roztworu wodorotlenku sodu przy oranżu metylowym.

Kwasowość ogólna- występuje wtedy gdy pH wody jest wynosi od 4,6 do 8,3 pH. Kwasowość tą oznaczamy przy pomocy roztworu wodorotlenku sodu przy fenoloftaleinie.

Przewodność elektrolityczna właściwa – miara zdolności jonów elektrolitów do przewodzenia prądu elektrycznego. Jest ona zależna zarówno od stężenia jonów jak i od prędkość ich poruszania się w polu elektrycznym.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest oznaczenie podstawowych parametrów wody i ścieków takich jak:

- oznaczenie zawiesin ogólnych,
- kwasowość mineralna,
- kwasowość ogólna,
- zasadowość,
- zasadowość całkowita,
-pH,
- przewodnictwo .

Wyznaczenie tych parametrów ukazuje różnice w ich wartościach pomiędzy trzema rodzajami badanej wody: destylowanej, ściekiem i pitnej.

1. Wykonanie

1. Oznaczanie zasadowości

- wobec fenoloftaleiny – do 100 cm³ każdego rodzaju wody dodano 3-4 krople fenoloftaleiny,

- całkowitej wobec oranżu metylowego – do 100 cm³ każdego rodzaju badanej wody dodano 3-4 krople oranżu metylowego. W przypadku zabarwienia się roztworu na kolor żółty przeprowadzono proces miareczkowania 0,1M HCl, aż do uzyskania koloru pomarańczowego. W przypadku wody destylowanej proces przeprowadzono cztery razy (dla 250 cm³ i raz dla 100cm³), a w przypadku wody pitnej trzy razy dla 100 cm³.

1. Oznaczanie kwasowości

- mineralnej- do 100 cm³ każdego rodzaju badanej wody dodano 3-4 krople oranżu metylowego. W przypadku zabarwienia się roztworu na czerwono miareczkowano (trzy razy dla próbek 100 cm³ ścieku ) 0,1M NaOH, aż do uzyskania zabarwienia żółtego.

- ogólnej- do 100 cm³ każdego rodzaju wody dodano 5 kropli fenoloftaleiny. Gdy woda pozostała bezbarwna miareczkowano 0,1 M NaOH, aż do uzyskania lekko różowego zabarwienia. W przypadku wody destylowanej proces powtórzono cztery razy (dla 100 cm³ i trzy razy dla 250 cm³ wody), dla wody pitnej i ścieku trzy razy (dla 100 cm³ wody).

c) Pomiar pH- pomiar przeprowadzono dla każdego rodzaju badanej wody pehametrem.

d) Przewodność- pomiar przewodności przeprowadzono dla każdego rodzaju badanej wody za
pomocą konduktometru.

e) Oznaczanie zawiesin ogólnych- przygotowaną próbkę ścieku przesączono na dwa sączki (po
ich uprzednim zważeniu). Następnie poddano je procesowi suszenia na kilka godzin.
Suche sączki zważono.

1. Zestawienie i opracowanie wyników

Obserwacje i wyniki

Zasadowość wobec fenoloftaleiny

Zasadowość wobec fenoloftaleiny Z_p

Z_p=$\frac{a*100}{V}$ [mval/dm³]

a-objętość 0,1M HCl zużytego do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]
V- objętość próbki wody zużytej do oznaczania, [cm³]

- woda destylowana- próbka po dodaniu fenoloftaleiny nie zmieniła zabarwienia, (Z_p=0),

- woda pitna - próbka po dodaniu fenoloftaleiny nie zmieniła zabarwienia, (Z_p=0),

- ściek- próbka po dodaniu fenoloftaleiny nie zmieniła zabarwienia, (Z_p=0).

Zasadowość całkowita

Zasadowość całkowita Z_m

Z_m= $\frac{b*100}{V}$ [mval/dm³]

b- objętość 0,1M HCl zużytego do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]
V- objętość próbki wody zużytej do oznaczania, [cm³]

- woda destylowana – po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na żółty. W każdym z procesów miareczkowania zużyto 0,2 cm³ 0,1M HCl. Zmiana zabarwienia wody na pomarańczowy.

Z_m1= 0,08 [mval/dm³]

Z_m2=0,08 [mval/dm³]

Z_m3=0,08 [mval/dm³]

- woda pitna- po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na żółty. W każdym z procesów miareczkowania zużyto 2,7cm³ M HCl. Zmiana zabarwienia wody na pomarańczowy.

Z_m1= 2,7 [mval/dm³]

Z_m2=2,7 [mval/dm³]

Z_m3=2,7 [mval/dm³]

- ściek- po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na czerwony, (Z_m=0).

Zasadowość wodorowęglanowa.
Z związku z tym, iż próbki wody destylowanej jak i pitnej nie wykazały zasadowości wobec fenoloftaleiny mogą zawierać jedynie wodorowęglany.

Woda destylowana
Woda pitna

Ściek nie posiada zasadowości wodorowęglanowej.
Zadana z badanych próbek wody nie wykazuje zasadowości węglanowej oraz wodorotlenowej .

Kwasowość mineralna

Kwasowość mineralna K_mi

K_mi=$\frac{a*100}{V}$ [mval/dm³]

a-objętość 0,1M NaOH zużytego do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]
V- objętość próbki wody zużytej do oznaczania, [cm³]

-woda destylowana – po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na żółty, (K_min=0).

-woda pitna- po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na żółty, (K_min=0).

- ściek- po dodaniu oranżu zmiana zabarwienia na czerwony. W procesach miareczkowania zużyto kolejno: 1,8, 1,7, 2 cm³ 0,1M NaOH. Zmiana zabarwienia na żółty.

K_min1= 1,8 [mval/dm³]

K_min2=1,7 [mval/dm³]

K_min3=2,0 [mval/dm³]

Kwasowość ogólna

Kwasowość ogólna K_og

K_og= $\frac{b*100}{V}$ [mval/dm³]

b- objętość 0,1M NaOH zużytego do miareczkowania próbki wody badanej, [cm³]
V- objętość próbki wody zużytej do oznaczania, [cm³]

-woda destylowana – po dodaniu fenoloftaleiny brak zmiany zabarwienia. W procesach miareczkowania zeszło kolejno 0,5 cm³ 0,1M NaOH (na 100 cm³ wody) i 0,3 ,0,3, 0,25 cm³ 0,1M NaOH (na 250 cm³ wody). Zmiana zabarwienia na lekko różowe.

K_og1=0,12 [mval/dm³]

K_og2=0,12[mval/dm³]

K_og3=0,1 [mval/dm³]

-woda pitna- po dodaniu fenoloftaleiny brak zmiany zabarwienia. W procesach miareczkowania zużyto kolejno: 1,5, 1,4, 1,5 cm³ 0,1M NaOH. Zmiana zabarwienia na lekko różowe.

K_og1=1,5 [mval/dm³]

K_og2=1,4[mval/dm³]

K_og3=1,5 [mval/dm³]

-ściek- po dodaniu fenoloftaleiny brak zmiany zabarwienia. W procesach miareczkowania zużyto kolejno: 2,4, 2,4, 2,3 cm³ 0,1M NaOH.

K_og1=2,4 [mval/dm³]

K_og2=2,4 [mval/dm³]

K_og3=2,3 [mval/dm³]

Oznaczenie zawiesin ogólnych X

Numer próbki	1	2
masa próbki po wysuszeniu	38,5525g	36,5472g
masa parownicy +sączek	38,5455g	36,5074g

X=$\frac{\left( m_{2} - m_{1} \right)*1000}{V}\ $ [mg/dm³]

m₁- masa parownicy bez osadu,[mg]

m₂- masa parownicy z osadem, [mg]

X₁=7[mg/dm³]

X₂=39,8 [mg/dm³]

X_sr=23,4 [mg/dm³]

Przewodnictwo

χ = k * χ_i

χ – przewodność właściwa [μS/cm]
χ_i – przewodność elektrolityczna zmierzona na konduktometrze [μS/cm]
k - stała naczynka konduktometrycznego 0,51

Przewodność właściwa wody destylowanej
Χ=22,2* 0,51= 11,322[μS/cm]

Przewodność właściwa wody pitnej
χ = 0,51*434 = 221,34 [μS/cm]

Przewodność ścieku
χ = 0,51*593 = 302,43 [μS/cm]

pH

Woda destylowana
pH= 6,6

Woda pitna
pH= 7,44

Ściek
pH= 2,90

1. Wnioski

Przeprowadzone doświadczenia wykazały różnice w wartościach podstawowych parametrów pomiędzy wodą destylowaną, wodą pitną i ściekiem.

Najwyższym pH charakteryzuje się woda pitna, natomiast najniższym ściek. Oznacza to, iż ściek ma odczyn kwaśny, w przeciwieństwie do wody pitnej która ma odczyn zasadowy. Woda destylowana ma odczyn bardzo zbliżony do obojętnego(jest trochę niższy, co może być spowodowane rozpuszczaniem się dwutlenku węgla z powietrza atmosferycznego).

Największa przewodnością odznacza się ściek., natomiast najmniejszą woda destylowana.

Żadna z przebadanych rodzajów wód nie wykazała zmiany zabarwienia po dodaniu fenoloftaleiny, w związku z tym nie wykazują one tego rodzaju zasadowości.

Zarówno woda destylowana jaki i pitna wykazują zasadowość całkowitą jednakże ich wartości znacznie się różnią (woda pitna wykazuje wyższą zasadowość całkowitą). Zasadowości tej nie posiada natomiast ściek , ponieważ po dodaniu oranżu metylowego barwi się na czerwono.

Kwasowość mineralna jest parametrem charakterystycznym jedynie dla ścieku. Zarówno woda destylowana jaki i pitna po dodaniu oranżu metylowego zmienia zabarwienie na żółty, nie wykazuje więc tego rodzaju kwasowości. Kwasowość ogólna to parametr jakim odznaczają się wszystkie przebadane rodzaje wód. Największą wartość przyjmuje on dla ścieku, natomiast najniższą dla wody destylowanej.