UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT BUDOWNICTWA

CHEMIA BUDOWLANA

Ćwiczenia laboratoryjne

Ćwiczenie nr 4

TEMAT: ”Ocena przydatności wody zarobowej do celów budowlanych.”

GRUPA DZIEKAŃSKA 11

PODGRUPA A

Katarzyna Frontczak

ROK AKADEMICKI 2007/2008

1. CZĘŚĆ OGÓLNA:

1. Przedmiot badania

2. Zadanie do wykonania

3. Cel ćwiczenia

2. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

4. Omówienie zasady chemicznej analizy wagowej ilościowej na przykładzie oznaczenia stężenia (SO₄)^2- w roztworach wodnych.

5. Wymagania stawiane dla wody zarobowej stosowane do produkcji tworzyw cementowych przez normę PN - EN 1008:2004.

3. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

6. Oznaczenie stężenia (SO₄)^2- w badanej wodzie.

1. Przebieg oznaczenia - opis procedury, dane doświadczalne.

2. Obliczenia.

7. Wniosek dotyczący spełnienia wymagania odnośnie badanej cechy wody.

1. CZĘŚĆ OGÓLNA:

1. Przedmiot badania

Przedmiotem badania jest woda zarobowa przeznaczona do produkcji betonu z użyciem cementu portlandzkiego.

2. Zadanie do wykonania

Zadanie do wykonania polega na oznaczeniu zawartości siarczanów metodą wagową i ocenie, czy badana woda spełnia wymagania odnośnie ich zawartości.

3. Cel ćwiczenia:

• Poznanie wymagań jakościowych stawianych dla wody stosowanej do produkcji tworzyw cementowych wg normy PN - EN 1008:2004.

2. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

4. Omówienie zasady chemicznej analizy wagowej na przykładzie oznaczenia stężenia (SO₄)^2- w roztworach wodnych.

Analiza wagowa to chemiczna, ilościowa technika analityczna w polegająca na określeniu masy oznaczanej substancji po jej przeprowadzeniu w trudno rozpuszczalny związek chemiczny. Ilościowe oznaczenie realizuje się poprzez usuwanie oznaczanego składnika z próbki w trakcie ogrzewania lub prażenia, wydzielanie składnika w formie trudno rozpuszczalnego związku lub wydzielanie pierwiastka chemicznego z analizowanej próbki w wyniku reakcji elektrodowej. Wydzielanie składnika jako trudno rozpuszczalnego związku sprowadza się do jego wytrącenia za pomocą odpowiedniego odczynnika. Osad po odsączeniu, przemyciu i wysuszeniu lub prażeniu, waży się. W wyniku prażenia można go także przeprowadzić w inny związek o dokładnie określonym składzie chemicznym.

Oznaczenia wagowe stosuje się dla tzw. makroskładników, czyli składników występujących w próbce w większych ilościach.

Chemiczna analiza wagowa na przykładzie oznaczenia stężenia (SO₄)^2- w roztworach wodnych polega na strąceniu jonów siarczanowych badanej wody zakwaszonej kwasem solnym za pomocą tlenku barowego w postaci trudno rozpuszczalnego siarczanu barowego. Po odsączeniu, wyprażeniu i zważeniu osadu, zawartości jonów siarczanowych oblicza się z masy otrzymanego siarczanu barowego. Przebiega następująca reakcja:

Ba²⁺ + SO₄^2- ↔ BaSO₄↓

5. Wymagania stawiane dla wody zarobowej stosowane do produkcji tworzyw cementowych przez normę PN - EN 1008:2004.

1. Wymagania i procedury badania dotyczące wstępnej oceny wody zarobowej:

• Oleje i tłuszcze - nie więcej niż widoczne ślady.

• Detergenty - ewentualna piana powinna zanikać w ciągu 2 minut.

• Barwa - woda nie będąca odzyskaną w procesie produkcji betonu: barwa powinna być bladożółta lub jaśniejsza.

• Zawiesiny - nie więcej niż 4ml osadu.

• Zapach - bez zapachu, z wyjątkiem zapachu dopuszczalnego w przypadku wody pitnej.

• Kwasy - pH powinno wynosić >=4.

• Substancje humusowe - po dodaniu NaOH barwa powinna być jakościowo oceniona jako żółtawobrązowa lub jaśniejsza.

1. Właściwości chemiczne: siarczany.

Zawartość siarczanów w wodzie , badana zgodnie z 6.1.3 i wyrażona jako (SO₄)^2-, nie powinna przekraczać 2000mg/l.

3. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

6. Oznaczenie stężenia (SO₄)^2- w badanej wodzie.

1. Przebieg oznaczenia - opis procedury, dane doświadczalne.

Oznaczenie stężenia (SO₄)^2- w badanej wodzie polega na strąceniu jonów siarczanowych za pomocą chlorku barowego w postaci trudno rozpuszczalnej (osadu).

Opis procedury (doświadczenia):

• odmierzamy 100 cm³ badanej wody,

• dodać 1-2 cm³ kw. solnego ( 1:1 )

• dodajemy 100 cm³ wody destylowanej,

• dodać kilka kropli oranżu etylowego

• kroplami dodawać kw. solnego ( 1:1 ) do uzyskania różowego zabarwienia

• po uzyskaniu właściwego koloru dodać nadmiarowo 3 cm³ kw. solnego ( 1:1 )

• dodajemy 10 cm³ chlorku amonowego NH₄Cl (10 %)

• gotujemy do wrzenia i dodajemy 10 cm³ chlorku baru BaCl₂ (10 %) dodawać kroplami przy równoczesnym intensywnym mieszaniu roztworu,

• sączymy przez sączek, a pozostały osad poddajemy prażeniu.

Ba²⁺ + SO₄^2- ↔ BaSO₄↓

Dane doświadczalne:

• Masa pustego tygielka nr 20 - 59,58g.

• Masa tygielka z substancją po prażeniu - 59,95g.

• Masa SO₄^2- - 0,37g

1. Obliczenia.

1. Obliczenie zawartości SO₄^2- :

X =
[mg/dm³]

X - zawartość SO₄^2-

V - objętość wziętej do badania próbki wody (100 cm³ = 0,1 dm³ )

w - współczynnik przeliczeniowy masy BaSO₄ na masę SO₄^2-

m - masa osadu BaSO₄

2. Stosunek wagowy SO₄^2- do BaSO₄

Masa atomowa BaSO₄:

Ba = 137u

S = 32u

O = 16u

m_BaSO4 = 137 + 32 + 4 x 16

m_BaSO4 = 233u

m_SO4= 32+64=96u

Obliczamy z proporcji:

233 -- 1

96 -- w

w = 0,412

3. Zawartość jonów siarczanowych w roztworze

m= 0,37 g

V = 100 ml=0,1dm³

w= 0,412

SO₄^2- =


SO₄^2- = 1524,4[mg/dm³]

7. Wniosek dotyczący spełnienia wymagania odnośnie badanej cechy wody.

Zawartość jonów siarczanowych w badanej wodzie wynosi:

SO₄^2- = 1524,4[mg/dm³]< 2000mg/dm³

Zawartość jonów siarczanowych w roztworze jest mniejsza niż 2000mg/l, tak więc badana woda spełnia wymagania dotyczące właściwości chemicznych dla wody zarobowej stawiane w normie PN - EN 1008:2004.

Woda zarobowa to woda, którą dodaje się do suchej mieszanki, w celu otrzymania masy cementowej lub gipsowej.

Badana woda zarobowa jako inicjująca proces wiązania może być użyta do celów budowlanych takich, jak tworzenie zapraw, mieszanek betonowych itp.

---