20 IV 2007 r
ĆWICZENIE Nr 1
Badanie wody zarobowej.
Grupa I
Budownictwo rok I
(zespół nr I )
1.Oznaczanie odczynu wody.
Skala pH: jest to ilościowa skala „kwasowości” lub „zasadowości” roztworów wodnych związków chemicznych. Zakres skali z reguły oscyluje pomiędzy 0 a 14, gdzie:
- pH< 7 - roztwory kwaśne,
- pH = 7 - roztwory obojętne,
- pH >7 - roztwory zasadowe
W celu wyznaczenia odczynu badanej próbki, posłużyliśmy się w tym celu metodą potencjometryczną. Polega ona na wykorzystaniu potencjału elektrody szklanej od stężenia jonów wodorowych w badanej próbce.
Sposób wykonania doświadczenia:
Do próbówki (wcześniej wymytej wodą destylowaną) wlano próbkę wody. Następnie zanurzono w niej elektrodę szklaną. Po odczekaniu paru minut, elektroda wskazała pH = 6,6.
Omówienie wyniku:
Norma budowlana PN-EN 1008 mówi, iż woda zarobowa powinna mieć pH > bądź = 4. Wniosek z tego taki, że woda ta spełnia pierwszy z warunków wody zarobowej.
2. Oznaczenie zawartości cukru
Cukry mogą redukować wodny roztwór nadmanganianu potasowego. Utlenialność wody jest to umowny wskaźnik określający zdolność wody do redukowania nadmanganianu potasowego w środowisku kwaśnym lub alkalicznym we wrzącej łaźni parowej w ciągu 30 minut. Utlenialność charakteryzuje zawartość związków organicznych w wodzie i nie jest oznaczeniem specyficznym dla cukru. Umożliwia jedynie bardzo ogólne oszacowanie ich maksymalnej zawartości.
Kolejność działań :
do 100 cm3 próbki dodajemy 10 ml H2SO4
dodajemy 10 ml wodnego roztworu KMnO4 0,0125 n.
tworzymy 3 podobne próbki a do jednej osobnej próbki wlewamy 100 cm3 wody destylowanej
wszystkie 4 próbki wkładamy na 30 min do łaźni parowej
po wyjęciu każdej z próbek dolewamy do niej 10 ml kwasu szczawiowego H2C2O4
miareczkujemy go roztworem 0,0125 KMnO4
kończymy miareczkowanie przy pojawieniu się różowego zabarwienia które utrzyma się w ciągu paru minut
Wzór roboczy
X = [ 0,0125 * ( a - b ) * 1000 * a ] / c mg O2/l
ilość roztworu KMnO4 zużytego na powtórne miareczkowanie wody [ ml ]
ilość roztworu KMnO4 zużytego na powtórne miareczkowanie wody destylowanej [ ml ]
objętość próbki wody zużytej do oznaczania [ ml ]
Przybliżoną zawartość cukru w badanej wodzie określamy ze wzoru :
Scukru = X * 0,82 mg C12H22O11/l
Obliczenia :
próbka wody destylowanej 41,0 - 45,9 zużyto 4,0
próbka wody zarobowej 45,0 - 51,2 zużyto 6,2
próbka wody zarobowej 41,1- 42,1 zużyto 6,0
aśr = (a1 + a2)/2= (6,2 + 6,0)/2=6,1
X = [ 0,0125 * ( 6,1 - 4,0 ) * 1000 * 8 ] / 100=2,1 mg O2/l
Scukru = 2,1* 0,82= 1,72 mg C12H22O11/l
Omówienie wyniku:
Norma budowlana PN-EN 1008 mówi, iż woda zarobowa powinna mieć cukru < 100 mg/l, z tego wniosek, że spełnia drugi warunek dla wody zarobowej.
3. Oznaczenie stężenia siarczanów
Z próbówki odmierzamy 50 ml i przelewamy do erlermajerki o pojemności około 200 ml. Dodajemy 4 ml HCl ( 1 + 1C) , następnie 10 ml acetonu i 2 krople nitrochromezonu . Próbówkę miareczkujemy roztworem 0,02 n BaCl2 do zmiany barwy z fioletowej na niebieską. Podczas miareczkowania siarczany reagują ze solą baru według reakcji
So4 + Ba= BaSo4 , a nadmiar jonów Ba powoduje zmianę barwy.
Zawartość siarczanów w wodzie obliczamy ze wzoru:
Yso4 =[(a*0,02*1000)/b]*48 (mg So4/l)
a- ilość 0,02 n BaCl4 zużytego do miareczkowania (ml)
b- objętość miareczkowanej próbki (ml)
Obliczenia:
próbka I 23,5 - 29,5 zużyto 6,0
próbka II 29,7- 35,9 zużyto 6,2
aśr = (a1 + a2)/2= (6,1 + 6,2)/2=6,1
Yso4 =[(6,1*0,02*1000)/50]*48 =117,2 (mg So4/l)
Omówienie wyniku:
Norma budowlana PN-EN 1008 mówi, iż „zawartośc siarczanów w wodzie, badana zgodnie z 6.1.3 i wyrażona jako SO4, nie powinna przekracza 2000 mg/l ” Powołując się na ten fragment, można stwierdzic ,iż woda ta spełniła następny z warunków.
4.Oznaczanie siarkowodoru
W wodach naturalnych siarkowodór może występować w postaci rozpuszczonego gazu lub w postaci jonów kwasu siarkowodorowego. Forma, w jakiej występuje siarkowodór w wodzie, zależy od jej odczynu. Przy pH<5 siarkowodór występuje jako gaz, przy pH≅7 występują jony wodorosiarczkowe, natomiast przy pH>10 w wodach dominują jony siarczkowe. Znajdujące się w wodzie siarczki są związkami nietrwałymi, gdyż zasadniczo mogą istnieć w warunkach beztlenowych. W wodach powierzchniowych siarkowodór występuje zwykle w nieznacznych ilościach i znajduje się tam najczęściej w wyniku rozkładu substancji organicznych oraz ze ścieków przemysłowych. W wodach podziemnych pochodzi z rozkładu siarczków metali, np. pirytów.
Przebieg ćwiczenia
Do próbki którą otrzymaliśmy aby wykonać to ćwiczenia na początku należy dodać 20ml 0,1 n roztworu J2, a następnie 10ml H2SO4 .
Po starannym wymieszaniu wszystkiego i odczekaniu ok. 5min przygotowany w ten sposób roztwór możemy zacząć miareczkować. Miareczkowanie wykonujemy przy użyciu 0,1 n Na2S2O3. Czynność tą wykonujemy tak długo póki nasz roztwór nie zabarwi się na jasno-żółty kolor.
W kolejnym kroku naszego ćwiczenia do naszej substancji należy dodać kilka kropli skrobi i wszystko powtórnie zmiareczkować. Tym razem nasza próbka powinna odbarwić się całkowicie.
Ćwiczenie to powtórzyliśmy dwukrotnie. Wykonując je za pierwszym razem zużyliśmy do tego 17,2ml Na2S2O3, za drugim razem potrzebowaliśmy do wykonania tego doświadczenia 17,4ml tej samej substancji.
Podczas oznaczania siarkowodoru mamy do czynienia z następującymi reakcjami
H2S + J2 = S + 2HJ
2Na2S2O3 + J2 = Na2S4O6 + 2NaJ
Zawartość siarkowodoru obliczamy ze wzoru
Xs = [0,1 * (20-a) *1000 * 17,06] / V
objętość 0,1 n Na2S2O3 zużytego do miareczkowania
v - objętość próbki
aśr = (a1 + a2)/2= 17,3
Xs = 46,042 mg S/dm³
Omówienie wyniku:
Norma budowlana PN-EN 1008 nie wspomina nic na temat ilości dopuszczalnej siarkowodoru dla wody zarobowej. Wnioskowac można, że siarkowodór występuje w tejże próbce w postaci jonów wodorosiarczkowych. Sądzic można jednak, iż poziom siarkowodoru jest w normie i nie przekracza dozwolonej ilości.
Wnioski:
Badana woda spełnia warunki przeznaczone dla wody zarobowej według przyjętej normy PN-EN 1008 Wody zarobowej dla betonu. Odczyn odpowiedni, bliski pH=7 (obojętny), cukry w normie, tak samo jak siarczany oraz siarkowodory. Barwa badanej próbki można określi jako jaśniejsza od bladożółtej. Nadaje się do użycia w betonie każdego rodzaju.