1. Cel ćwiczenia:

Celem doświadczenia jest kompleksometryczne oznaczenie twardości wody węglanowej i całkowitej, a następnie z uzyskanych wyników obliczenie twardości wody niewęglanowej.

Polega ona na oznaczeniu sumy jonów wapnia w roztworze podczas wykonania serii równoległych miareczkowań.

Twardość wody oznaczamy w stopniach niemieckich gdzie -
1°N odpowiada 10 mg CaO w 1dm³ wody.

2. Opis doświadczenia:

1. Twardość węglanowa:

• Z cylindra miarowego do kolby odmierzamy 100 cm³ wody.

• Do kolby dodajemy dwie krople oranżu metylowego.

• Powstały roztwór miareczkujemy 0,1 molowym wodorotlenkiem sodu NaOH do uzyskania pierwszych zmian koloru roztworu na kolor słomkowy.

• Miareczkowanie wykonujemy trzykrotnie zapisując zużycie roztworu miareczkującego i wyliczając jego średnie zużycie.

• Obliczmy stężenie molowe powstałego roztworu i jego twardość.

Objętość	NaOH zużyte w miareczkowaniu [cm^3]
V1	5,3
V2	5,4
V3	5,4
Vśr	5,37

Obliczenia:

Stężenie molowe powstałych roztworów:

C_x = C_m * V / V_x

C_x1 = C_m * V / V₁

C_x1 = 0,1 mol/dm³ * 0,1dm³ / 0,0053 dm³

C_x1 = 1,89 mol / dm³

C_x2 = C_m * V / V₂

C_x2 = 0,1 mol/dm³ * 0,1dm³ / 0,0054 dm³

C_x2 = 1,85 mol/dm³

C_x3 = C_m * V / V₃

C_x3= 0,1 mol/dm³ * 0,1dm³ / 0,0054 dm³

C_x3 = 1,85 mol/dm³

C_xśr = C_m * V / V_śr

C_xśr= 0,1 mol/dm³ * 0,1dm³ / 0,00537 dm³

C_xśr = 1,86 mol/dm³

Twardość wody:

1000 cm³ 2 mol/dm³ HCl - 56000 mg CaO

V_śr = 5,37 cm³ 0,1 mol/dm³ HCl - X mg CaO

15,036 mg CaO - 100cm³

X - 1000cm³

X = 150,36mg/dm³

1° N - 10 mg CaO

X° N - 15 mg CaO

X° N = 15,036° N

2. Twardość całkowita:

• Do kolby za pomocą cylindra miarowego odmierzamy 50 cm³ wody.

• Dodajemy do wody czerń eriochromową.

• Miareczkujemy roztwór buforem amonowym do uzyskania niebieskiego koloru roztworu.

• Powtarzamy miareczkowanie trzykrotnie zapisując objętość zużytego roztworu miareczkującego i wyliczenie jego średnie zużycie w tych próbach.

• Obliczmy stężenie powstałego roztworu i twardość całkowitą wody.

Objętość	Zużyte roztworu miareczkującego [cm^3]
V1	19,9
V2	20,3
V3	19,8
Vśr	20,0

Obliczenia:

Stężenie molowe roztworu:

C_x = C_m * V / V_x

C_x1 = C_m * V / V₁

C_x1 = 0,01 mol/dm³ * 0,05dm³ / 0,0199 dm³

C_x1 = 0,0251 mol / dm³

C_x2 = C_m * V / V₂

C_x2 = 0,01 mol/dm³ * 0,05dm³ / 0,0203 dm³

C_x2 = 0,0246 mol/dm³

C_x3 = C_m * V / V₃

C_x3= 0,01 mol/dm³ * 0,05dm³ / 0,0198 dm³

C_x3 = 0,025(25) mol/dm³

C_xśr = C_m * V / V_śr

C_xśr= 0,01 mol/dm³ * 0,05dm³ / 0,020 dm³

C_xśr = 0,025 mol/dm³

Twardość wody:

1000 cm³ 1 mol/dm³ EDTA - 56000 mg CaO

20 cm³ 0,01 mol/dm³ - X mg CaO

11,2 mg CaO - 50 cm³

X - 1000 cm³

X = 224 mg/1dm³

1° N - 10 mg CaO

X° N - 224 mg CaO

X = 22,4° N

3. Twardość niewęglanowa

Twardość niewęglanowa = twardość całkowita - twardość węglanowa

X° N = 22,4°N - 15,036°N

X = 7,364°N

3. Wnioski:

Z powyższych obliczeń wynika, że twardość wody węglanowej jest wyższa niż niewęglanowa o połowę. A stężenie molowe roztworu z twardości wody węglanowej jest wyższe niż stężenie molowe twardości wody całkowitej.

---