Politechnika Śląska

Wydział Górnictwa i Geologii

Gospodarka Wodna

Oznaczanie agresywności wody

1. Wstęp

Niszczące działanie wód polega na wymywaniu składników betonu lub tworzeniu łatwo rozpuszczalnych związków, bądź też na reagowaniu z substancjami wchodzącymi w skład betonu, z wytworzeniem związków o znacznie zwiększonej objętości. W wyniku tego zwiększa się porowatości i następuje osłabienie struktury betonu, lub też łuszczenie, rozsadzanie i destrukcja.

Agresywność wód określa się na drodze analizy chemicznej i częściej analizy fizyko-chemicznej.

Do wód agresywnych zalicza się:

• wody miękkie - wywołujące agresję ługującą,

• wody kwaśne - wywołują agresję kwaśną,

• wody zawierające CO₂ wolny - wywołują agresję węglanową,

• wody siarczanowe - wywołują agresję siarczanową,

• wody magnezowe - wywołują agresje magnezową.

Tablica określająca stopień agresywności wód.

Rodzaj agresywności	Czynniki korodujące w środowisku wodnym
		PH	Twardość przemijająca [°n]	CO2 agresywne [mg/dm^3]	SO4^2- [mg/dm^3]	Mg^2+ [mg/dm^3]
Nieagresywne	Co najmniej 7	Co najmniej 5	<=4	<=250	<=1000
Słabo agresywne	Co najmniej 6	Co najmniej 2,5	<=20	<=500	<=2000
Silnie agresywnie	<6	<2,5	>20	>500	>2000

Twardość wody pochodzi od zawartości w niej związków wapnia i magnezu.

Rozróżnia się dwa rodzaje twardości wody:

• twardość węglanowa - przemijająca,

• twardość stała.

Ze względów technicznych twardość wody jest zjawiskiem niepożądanym. Przy odparowaniu wody twardej wydziela się bowiem większa ilość nierozpuszczalnych związków (węglany, siarczany), które tworzą kamień kotłowy.

Twardość węglanowa - pochodzi od zawartości wodorowęglanów wapnia i magnezu. Przy gotowaniu przechodzą one w węglany które osadzają się na ściankach naczynia. Można ja więc usunąć przez gotowanie.

Twardość stała - pochodzi od zawartości pozostałych związków wapnia i magnezu. Można ja usunąć za pomocą: sody Na₂CO₃, mleka wapniowego Ca(OH)₂, fosforanu sodowego Na₃PO₄ oraz wymieniaczy jonowych.

Twardość wody oznacza się w stopniach niemieckich (1°n oznacza zawartość w 1 dm³wody 10 miligramów tlenku wapnia lub równoważnej ilości tlenku magnezu).

Określenie wód w zależności od twardości wg Justa i Hermanowicza - 1964 r.

Stopień twardości [°n]	Określenie wody
0 - 5	Bardzo miękka
5 - 10	Miękka
10 - 15	Średnio twarda
15 - 20	Dość twarda
20 - 30	Twarda
Pow. 30	Bardzo twarda

Oznaczając twardość węglanową korzystamy ze wzoru:

gdzie:

Tw - twardość węglanowa,

V - objętość zużytego roztworu 0,1N HCl [cm³],

N - stężenie normalne roztworu HCl,

28,04 - gramorównoważnik wapnia CaO,

10 - zamiana na stopnie niemieckie,

20 - rozcieńczenie

oznaczając zawartość agresywnego CO₂

gdzie:

a - ilość zużytego do zmiareczkowania roztworu 0,1N HCl [cm³],

b - ilość zużytego roztworu 0,1N HCl przy oznaczeniu twardości węglanowej [cm³],

N - stężenie normalne roztworu HCl,

20 - rozcieńczenie,

22,0 - gramorównoważnik CO₂,

jeżeli a=b lub a<b należy przyjąć, że badana woda nie zawiera agresywnego CO₂.

1. Przebieg ćwiczenia

1. wykonujemy pomiar pH wody.

- pomiar wykonujemy za pomocą papierka lakmusowego wkładając go do naszej próbki wody. Wynik pomiaru notujemy na karcie pomiarowej.

2. oznaczamy twardość wody.

• pobieramy pipetą 50cm³ badanej wody do kolbki stożkowej,

• do kolbki tej dodajemy 2 - 3 krople oranżu metylowego,

• odczytujemy ilość roztworu 0,1N HCl,

• miareczkujemy nasza próbkę roztworem 0,1N HCl do zmiany barwy z żółtej na różową,

• odczytujemy ilość roztworu 0,1N HCl i obliczamy ile roztworu się zużyło do miareczkowania i notujemy wynik na karcie pomiarowej,

1. oznaczanie zawartości agresywnego CO₂.

• pobieramy pipetą 50cm³ wcześniej przygotowanego roztworu z marmurem ( klarowny roztwór jest pobierany z nad osadu),

• wlewamy roztwór do kolby stożkowej i dodajemy 2 - 3 krople oranżu metylowego,

• odczytujemy ilość roztworu 0,1N HCl,

• miareczkujemy nasza próbkę roztworem 0,1N HCl do zmiany barwy z żółtej na różową,

• ponownie odczytujemy ilość roztworu 0,1N HCl i obliczmy ile roztworu się zużyło do miareczkowania, wynik notujemy na karcie pomiarowej.

2. Obliczenia

1. pomiar pH:

po zinterpretowaniu koloru zabarwienia paska lakmusowego z wzorcem określiliśmy pH wody na 6,5

pH=6,5

2. obliczenie twardości węglanowej:

V = 0,7 cm³




3. obliczenie zawartości agresywnego CO₂:

a=b=0,7cm³ , czyli badana woda nie zawiera agresywnego CO₂

3. Wnioski

W wyniku przeprowadzonych badań określiliśmy, że badana woda jest wodą o odczynie pH=6,5 oraz, że jest to woda bardzo miękka, ponieważ Tw=3,9 [°n], więc zawiera się w przedziale 0 - 5 [°n]. Woda ta jest również wodą nieagresywną.

---