Politechnika Śląska
Wydział Górnictwa i Geologii
Geodezja Górnicza
Laboratorium
z hydrogeologii.
Oznaczanie agresywności wody.
Sekcja V:
Kamila Pieczarka
Marta Ślęzak
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/dm3] |
SO42- [mg/dm3] |
Mg2+ [mg/dm3] |
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.
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 korzystamy ze wzoru:
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.
Pomiar pH określamy następująco:
- za pomocą oranżu metylowego lub czerwieni metylowej
- za pomocą papierka wskaźnikowego.
Wartość pH określa nam odczyn danej wody, pH jest to ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych
Przebieg ćwiczenia:
wykonujemy pomiar pH wody:
- pomiar wykonujemy za pomocą papierka wskaźnikowego wkładając go do naszej próbki wody. Wynik pomiaru notujemy na karcie pomiarowej.
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
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.
Obliczenia:
pomiar pH:
po zinterpretowaniu koloru zabarwienia paska lakmusowego z wzorcem określiliśmy pH wody na 7
pH=7
obliczenie twardości węglanowej:
V = 1,5 cm3
obliczenie zawartości agresywnego CO2:
a=0,8
b=1,5
a<b czyli badana woda nie zawiera agresywnego CO2
Wnioski
W wyniku przeprowadzonych badań określiliśmy, że badana woda jest wodą o odczynie pH=7 oraz, że jest to woda miękka, ponieważ Tw= 8,4 [°n], więc zawiera się w przedziale 5 - 10 [°n]. Woda ta jest również wodą nieagresywną ponieważ a<b.