TWARDOŚĆ WODY
Twardość wody jest to ogół właściwości wody, które są skutkiem obecności przede wszystkim jonów wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) oraz innych metali. Twardością całkowitą nazywana jest zawartość jonów magnezu i wapnia przeliczona na tlenek wapnia. Na twardość całkowitą (ogólną) składa się twardość przemijająca i trwała.
Ćwiczenie 1.
Oznaczanie twardości przemijającej wody wodociągowej
Oznaczenie twardości przemijającej wody polega na miareczkowaniu określonej ilości badanej wody roztworem kwasu solnego o znanym stężeniu w obecności wskaźnika. Podczas miareczkowania wodorowęglany wapnia i magnezu reagują z kwasem solnym wg równań reakcji:
Ca(HCO3)2 + 2 HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O + 2CO2
Zmiana zabarwienia wskaźnika wskazuje na koniec miareczkowania. Sprzęt: Odczynniki: - kolba stożkowa, - HCl,
- biureta, - oranż metylowy - pipety
Opis ćwiczenia:
Do kolby stożkowej odmierzyć pipetą 50 cm3 wody wodociągowej, dodać 2 krople oranżu
metylowego. Napełnić biuretę roztworem HCl do kreski oznaczonej „0” i miareczkować przygotowaną wodę ze wskaźnikiem dodając do niej kroplami z biurety roztwór kwasu do momentu zmiany zabarwienia z żółtego na różowe. Odczytać na biurecie objętość zużytego roztworu HCl. Miareczkowanie powtórzyć. W razie dużej rozbieżności wyników (powyżej 0,5cm3) wykonać
miareczkowanej trzeci raz. Do obliczeń wziąć średnią z uzyskanych wyników. W obliczeniach twardości przemijającej uwzględnić, że 1cm3
HCl odpowiada 2,8mg CaO.
Ćwiczenie 2.
Oznaczenie twardości ogólnej metodą wersenianową
Oznaczenie twardości ogólnej polega na miareczkowaniu badanej próbki wody z dodatkiem buforu amonowego (o pH
10) roztworem wersenianu dwusodowego o znanym stężeniu wobec czerni eriochromowej jako wskaźnika. W takim środowisku jony wapnia i magnezu, które są odpowiedzialne za twardość wody, reagują z wersenianem wg równań reakcji:N CH 2 COOH COO N CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COO COOH Na Na + + COOH COO CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 N COO COOH CH 2 N Ca +2Na+ + (Mg ) (Mg) Ca2 2 Sprzęt: Odczynniki:
- kolba stożkowa, - 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na, - biureta, - bufor amoniakalny,
- pipety kalibrowane - nasycony roztwór czerni eriochromowej T
Opis ćwiczenia:
Celem lepszego uchwycenia końca miareczkowania, wskazane jest zastosowanie roztworu porównawczego: analizowanej wody zawierającej takie same ilości roztworu buforowego i wskaźnika. Należy więc do 2 kolb stożkowych odmierzyć pipetą po 50 cm3 wody wodociągowej, dodać po 1cm3
buforu amonowego oraz po 5 kropli czerni eriochromowej T. Obydwie kolby ustawić obok siebie na białej kartce. Pierwszy roztwór należy potraktować jako wzorzec koloru, natomiast drugi miareczkować 0,02M roztworem EDTA-Na do momentu zmiany zabarwienia z czerwonego na niebieskie. Odczytać na biurecie objętość zużytego roztworu wersenianu. Miareczkowanie powtórzyć.
Ćwiczenie 3.
Oznaczanie twardości przemijającej i ogólnej wody destylowanej Sprzęt: Odczynniki:
- kolby stożkowe (2 sztuki) - roztwór HCl, - biureta, - oranż metylowy,
- pipety kalibrowane - 0.02 M roztwór wersenian dwusodowy EDTA-Na, - nasycony roztwór czerni eriochromowej T,
- bufor amoniakalny. Opis ćwiczenia:
Pobrać dwie próbki wody destylowanej po 50 cm3. Jedną miareczkować jak w ćwiczeniu 1,
drugą, jak w ćwiczeniu 2.
Ćwiczenie 4.
Oznaczanie twardości przemijającej i ogólnej wody zmiękczonej metodą termiczną.
Sprzęt: Odczynniki:
- kolby stożkowe (2 sztuki) - roztwór HCl, - biureta, - oranż metylowy,
- pipety kalibrowane - wersenian dwusodowy EDTA-Na roztwór 0,02M, - bufor amoniakalny,
- nasycony roztwór czerni eriochromowej T
Opis ćwiczenia:
Około 150 cm3 wody wodociągowej zagotować w zlewce na płytce umieszczonej na trójnogu
nad palnikiem. Po ostudzeniu do temp. pokojowej pobrać dwie próbki zmiękczonej wody po 50 cm3
. Jedną miareczkować jak w ćw.1., drugą, jak w ćw. 2.
Opracowanie wyników
Na podstawie wyników miareczkowania obliczyć twardość przemijającą ze wzoru (1) i twardość ogólną ze wzoru (2). Wyniki zebrać w tabeli na arkuszu sprawozdania.
Na podstawie wartości twardości ogólnej zakwalifikować wodę wodociągową, zmiękczoną na kolumnie jonitowej i zmiękczoną metodą termiczną do odpowiedniej klasy.
Obliczenia wykonać na podstawie wzorów:
Twprzem vkw 2,8 [on] (1) [ n] v 1000 2 , 0 v Tw o w EDTA og (2) kw
v - objętość kwasu zużyta na zmiareczkowanie badanej wody [cm3
], w
v - objętość wody wzięta do oznaczenia [cm3
], EDTA
v - objętość wersenianu dwusodowego zużyta na zmiareczkowanie wody [cm3
], 0,2 – współczynnik przeliczeniowy – 1cm3
20.../... Wydz.
Gr.
Nazwisko, imię:
Temat
:
Twardość wody
Podpis
prowadzącego
Tabela 2: Wyniki oznaczenia twardości wody.
rodzaj wody vkw [cm3] twardość przemijająca [on] EDTA v [cm3] twardość ogólna [on] klasa wody woda wodociągowa woda po zagotowaniu woda destylowana Obliczenia: Wnioski:
RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW
Ćwiczenie 1.Sprzęt:
- porcelanowa płytka analityczna - papierki wskaźnikowe uniwersalne - pęseta Odczynniki: - NaNO3 - NH4Cl - MgCl2 - AlCl3 - Na2CO3 - Na2HPO4 Opis ćwiczenia:
Ćwiczenie polega na określeniu pH roztworów soli za pomocą papierków wskaźnikowych. W tym celu, korzystając z pęsety, należy umieścić w zagłębieniu porcelanowej płytki analitycznej papierek wskaźnikowy, a następnie wlać 2-3 krople roztworu danej soli. Porównać barwę papierka wskaźnikowego ze skalą barw i odczytać pH z dokładnością do 1. Czynność powtórzyć dla kolejnego roztworu soli, nowego papierka wskaźnikowego i następnego zagłębienia w płytce analitycznej. Ćwiczenie 2.
Sprzęt:
- porcelanowa płytka analityczna - papierki uniwersalne
- pH-metr z elektrodą pH-metryczna kombinowaną - zlewki Odczynniki: - 1M CH3COOH - 0,01M CH3COOH Opis ćwiczenia:
Określić orientacyjne wartości pH roztworów kwasu octowego o różnych stężeniach (0,01M i 1M) za pomocą papierków uniwersalnych w sposób analogiczny jak w Ćwiczeniu 1.
Zmierzyć dokładną wartość pH roztworów CH3COOH za pomocą pH-metru w sposób opisany
poniżej, a następnie obliczyć stężenie jonów wodorowych odpowiadające wyznaczonym wartościom pH dla obu roztworów.
Pomiar pH z użyciem pH-metru. Dostępny w laboratorium pH-metr jest przystosowany do współpracy z kombinowaną elektrodą pH-metryczną. W czasie spoczynku elektroda zanurzona jest w roztworze zapobiegającym wysychaniu membrany szklanej znajdującej się na jej końcu. W celu wykonania pomiaru pH koniec elektrody należy przemyć wodą destylowaną oraz osuszyć ręcznikiem papierowym, a następnie zanurzyć w zlewce zawierającej badany roztwór. Pomiar pH pojedynczego roztworu powinien trwać ok. 5 minut (ustalenie się równowagi jonowej). Każdorazowo po wykonaniu pomiaru elektrodę należy ponownie przemyć wodą destylowaną oraz osuszyć ręcznikiem papierowym. Po zakończeniu wszystkich pomiarów elektrodę (po wcześniejszym umyciu i osuszeniu) należy zanurzyć w roztworze zapobiegającym wysychaniu membrany szklanej.
Ćwiczenie 3. Sprzęt:
- statyw z probówkami Odczynniki: - BaCl2
- Ba(NO3)2 - Na2SO4 - H2SO4 Opis ćwiczenia: Do dwóch probówek nalać po 1 cm3 BaCl2, do dwóch następnych po 1cm 3 Ba(NO3)2. Dodając
kroplami H2SO4 do probówki zawierającej roztwór BaCl2 i następnie probówki zawierającej roztwór
Ba(NO3)2 obserwować zmiany zachodzące w roztworach. Podobne próby wykonać dla dwóch
Ćw. 1 Określenie pH za pomocą papierków uniwersalnych
Badana sól Pomiar pH Reakcje hydrolizy Odczyn po
hydrolizie NaNO3 NH4Cl NH4+ Cl- + H2O = NH4OH + H + + Cl- (kwaśny)pH<7 MgCl2 AlCl3 Na2CO3 Na2HPO4
Ćw. 2. Stała i sopień dysocjacji CH3COOH w roztworze wodnym
Roztwór kwasu octowego Pomiar pH (pap.uniwersalny) Pomiar pH (pH – metr) Stężenie jonów wodorowych [H+] Stopień dysocjacji Stała dysocjacji K 1M 0,01M
Uwaga: obliczenia [H+], i K proszę wykonać na podstawie wzorów 2, 3, 4, 5, 9. Obliczenia wykonać na odwrocie sprawozdania
Ćw. 3. Reakcje jonowe otrzymywania trudno rozpuszczalnych soli
Substancje reagujące Zachodząca reakcja cząsteczkowa i jonowa BaCl2 + H2SO4 BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl Ba2+ + 2Cl- + 2H+ + SO4 = BaSO4 + 2H + + 2Cl- Ba(NO3)2 + H2SO4 BaCl2 + Na2SO4 Ba(NO3)2 + Na2SO4 20.../... Wydz. Gr. Nazwisko, imię:
Temat:
RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW
Podpis
