88888888888888

88888888888888

88888888888888 9.12.2013 r.

Ćwiczenie 3. Chlorki i siarczany.

1. Wstęp teoretyczny

1. chlorki

Chlorki powszechnie występują w skorupie ziemskiej w postaci naturalnych złóż soli (NaCl, MgCl₂). Poza tym są dobrze rozpuszczalne, co sprawia, że jon chlorkowy znajduje się we wszystkich wodach naturalnych. Chlorki zawarte w wodzie mogą pochodzić z gruntu, z naturalnych pokładów soli oraz z zanieczyszczeń ściekami lub odpadami pochodzenia zwierzęcego. W budownictwie efektem działania chlorków jest przyspieszenie wiązania w niskich temperaturach, ale towarzyszy temu wywołanie korozji zbrojenia.

Zawartość jonów chlorkowych została zbadana metodąmiareczkową azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika (metoda Mohra),
wg : PN-ISO 9297:1994. Zasada tego oznaczania, polega na miareczkowaniu jonów chlorkowych w badanej próbce azotanem srebra (AgNO₃) w środowisku obojętnym lub słabo alkalicznym
(pH = 6,5 ÷ 10,0), z użyciem chromianu potasu (K₂CrO₄) jako wskaźnika. W pierwszym etapie wszystkie obecne w wodzie jony chlorkowe zostają związane w postać trudno rozpuszczalnego chlorku srebra. Po całkowitym wytrąceniu jonów chlorkowych (AgCl), wprowadza się niewielki nadmiar azotanu (V) srebra w obecności chromianu potasu, jako wskaźnika.Tworzy się wówczas jasno czerwonobrązowe zabarwienie (2Ag⁺+ CrO₄^2-→ Ag₂CrO₄ ↓ trudno rozpuszczalny, czerwonobrunatny osad).

1. siarczany

Siarczany, tak jak chlorki, są bardzo rozpowszechnione w wodach naturalnych. Dostają się do nich wskutek wymywania skał osadowych, w skład których wchodzi gips CaSO₄ × 2 H₂O, wyługowania gleby oraz podczas utleniania siarczków i siarki pochodzących z rozkładu białka roślinnego lub zwierzęcego. Siarczany znajdujące się w wodach powierzchniowych mogą pochodzić dodatkowo z zanieczyszczeń ściekami przemysłowymi. Oprócz tego źródło siarczanów (VI) stanowią także wody kopalnianie, w których jony te mogą występować w dużych ilościach. Obecność siarczanu (VI) wapnia w wodach do celów przemysłowych jest jednak niepożądana, a w szczególności w wodach do zasilania kotłów parowych, gdyż gips powoduje powstawanie twardego kamienia kotłowego. W budownictwie siarczany zakłócają procesy wiązania. Ponadto mogą reagować ze składnikami betonu wywołując w środowisku wody jego rozsadzanie. W elementach żelbetowych następuje niszczenie otulinyzbrojenia (rysy, spękania, złuszczenia) oraz utrata jej zdolności ochronnych.

Oznaczenie przeprowadzone wg norm: PN-C-04519:1982 i PN-C-04566-10: 1979, polega na strącaniu siarczanów (VI) z roztworu zakwaszonego kwasem solnym (HCl) za pomocą chlorku baru (BaCl2) w postaci trudno opadającej zawiesiny siarczanu (VI) baru - BaSO₄ (SO₄^2- + Ba⁺² → BaSO₄ ↓). Powstałe zmętnienie, które jest proporcjonalne do zawartości siarczanów (VI) w roztworze, określa się za pomocą pomiaru fotometrycznego. W oznaczeniu przeszkadzają zawiesiny i silne zabarwienia, które usuwa się przez przesączenie próbki.

2. Obliczenia

a) chlorki

Dane:

a - objętość roztworu mianowanego AgNO₃ użytego do miareczkowania danej próbki

- 3,4 cmᵌ

b - objętość roztworu mianowanego AgNO₃ użytego do miareczkowania próbki kontrolnej

- 0.3 cmᵌ

f - współczynnik przeliczeniowy (f = 35 453 mg/mol)

c - rzeczywiste stężenie roztworu AgNO₃ - 0.02 mol/dmᵌ

V - objętość próbki badanej użytej do oznaczenia - 100 cmᵌ

Obliczenie stężenia jonów chlorku:

$$x = \frac{f \times c(a - b)}{V} = \ \mathbf{21,98}\frac{\mathbf{\text{mg}}}{\mathbf{\text{dm}}\mathbf{}}$$

b) siarczany

Dane:

a - wartość jonów siarczanowych w badanej próbce, odczytana z krzywej wzorcowej

- 0.17 mg SO₄^2-

V - objętość próbki badanej użyta do oznaczania -40 cmᵌ

Obliczenie stężenia siarczanów (VI) w mg SO₄^2-/dmᵌ :

$$x\mathbf{\ =}\frac{a \times 1000}{V}\mathbf{\ = 4,25}\frac{\mathbf{\text{mg}}}{\mathbf{\text{dm}}}$$

3. Podsumowanie i wnioski

• Rozporządzenie Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych

Dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych:

Chlorki	1000 mg Cl/l
Siarczany	500 mg SO4/l

• Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

Wymagania organoleptyczne i fizykochemiczne, jakim powinna odpowiadać woda (dopuszczalne wartości):

Chlorki	250 mg Cl/l
Siarczany	250 mg SO4/l

Uzyskane przez nas wyniki (stężenie jonów chlorku: 21,98 mg Cl/dm³; stężenie siarczanów (VI): 4,25 mg SO₄/dm³ ) mieszczą się w dopuszczalnych wartościach podanych w powyższych rozporządzeniach. Oznacza to, że badana przez nas próbka wody jest odpowiednia do celów budowlanych oraz zdatna do picia przez ludzi.

4. Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, Dz. U. 2007 nr 61 poz. 417.

2. Norma PN-C-04519:1982. Analiza chemiczna. Oznaczanie małych zawartości siarczanów w bezbarwnych roztworach metodą turbidymetryczną.

3. PN-C-O4566-10:1979. Wody i ścieki. Badanie zawartości siarki i jej związków. Oznaczanie siarczanów metodą turbidymetryczną.

4. PN-ISO 9297:1994. Jakość wody. Oznaczenie chlorków. Metoda miareczkowa azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika (metoda Mohra).