Лабораторна робота №2 ВИЗНАЧЕННЯ рН, КИСЛОТНОСТІ, ЛУЖНОСТІ Й ЖОРСТКОСТІ ВОДИ

Показниками водного середовища, які прямо або опосередковано впливають на вміст кисню й вуглекислого газу у воді, а отже, мають велике екологічне значення, є рН кислотність, лужність і жорсткість. Оскільки вони тісно пов'язані між собою і є взаємозалежними, логічно розглянути їх разом. Визначення рН водного середовища є показником концентрації у воді іонів водню. Існує шкала значень рН від 0 до 14, згідно з якою водний розчин з рН-7 нейтральний, розчин з рН < 7, кислий, а з рН > 7 — лужний. Для більшості мешканців водних екосистем оптимальне значення рН не повинне значно відхилятися в бік кислотності чи лужності. Так, для більшості риб найсприятливішою є вода, рН якої становить 6,7—8,6. Лише кілька видів риб здатні жити у воді з рН < 5 або > 9, причому ці риби не можуть жити у воді з «нормальним» значенням рН. Значення рН водойми залежить від багатьох факторів, насамперед від вмісту у воді органічних речовин, тобто від того, водойма евтрофічна чи оліготрофічна (див. вище). Окиснення органічних речовин редуцентами супроводжується виділенням у воду вуглекислого газу, який підвищує кислотність води, а отже, знижує рН. Саме з цієї причини екосистеми оліготрофічних і евтрофічних водойм відрізняються своїм складом. Якщо рН досліджуваної водойми менше ніж 7 або більше за 8,5 і ніяких природних причин цього явища не встановлено, то джерело забруднення водойми буде штучного походження. До промислових підприємств, що найсильніше впливають на рН водних джерел, належать хімічні заводи, заводи штучних добрив, деревообробні і паперові комбінати, молочні комбінати й металургійні підприємства рН водних джерел значною мірою знижують кислотні дощі, головною причиною яких є теплові електростанції і металургійні комбінати. Визначати рН води найзручніше приладами, що називаються рН-метрами. Якщо їх немає, рН вимірюється шляхом хімічного аналізу чи колориметричним методом, що передбачає використання універсального індикатора й кольорового компаратора. Іноземні фір­ми випускають спеціальні набори, які дають змогу швидко й з достатньою точністю (± 0,5 значення рН) вимірювати цей показник безпосередньо біля водного джерела. Розглянемо один з методів визначення рН.

Матеріали: кілька мензурок місткістю 25-50 мл; кольорові таблички для індикаторів; індикатори рН; бромкрезол пурпурний, бромотимол синій, фенол червоний, крезол червоний, тимол синій (дод. 16).

Хід роботи. Налийте по 10 мл досліджуваної води в кожну з мензурок. У першу мензурку додайте 4-5 крапель бромкрезолу пурпурного, в другу — бромотимолу синього і т. д. Перемішайте вміст кожної мензурки обертанням її навколо осі. Не перевертайте мензурки і не трясіть їх. Порівняйте колір рідини в кожній мензурці з еталонними табличками для кожного індикатора і визначіть значення рН води.

Визначення кислотності води. Кислотність води — це здатність нейтралізувати луги, що залежить від кількості розчинених у воді іонів водню. Джерелом іонів є кислоти. Розрізняють сильні кислоти (наприклад, соляна, сірчана), які здатні віддавати розчинові всі свої іони водню, і слабкі (вугільна, оцтова та ін.), які не всі іони віддають в розчин. Тому вода може мати високу кислотність при не дуже низьких значеннях рН, і навпаки.

Розрізняють вільну кислотність води, яка залежить від кількості розчинених в ній сильних кислот (сильно знижує рН), і загальну кислотність, зумовлену сумою сильних і слабких кислот. Визначати кислотність води найзручніше за допомогою кітів, наприклад тих, що випускаються фірмами Хатч або Ла Мотг. Можна скористатися також таким методом:

Матеріали: піпетка на 50 мл; 2 конічні колби на 250 мл; бюретка; індикаторний розчин фенолфталеїну; індикаторний розчин бром-крезолу зеленого — метилу червоного; 0,02 М розчин натрію гідроксиду.

Хід роботи. Визначення загальної кислотності. Влийте 50 мл досліджуваної води в колбу об'ємом 250 мл. Не трясіть колби, щоб уникнути втрат розчиненого у воді СО_2. Додайте у воду кілька крапель розчину фенолфталеїну. Титруйте вміст колби 0,02 М розчином натрію гідроксиду до появи стійкого забарвлення. Загальна кислотність СаСОз (в чнм) дорівнюватиме кількості мл розчину натрію гідроксиду, затраченому на титрування, помноженій на 20. Визначення вільної кислотності Влийте 50 мл досліджуваної води в колбу місткістю 250 мл Не трясіть й додайте в колбу кілька крапель розчину бромкрезолу зеленого — метилу червоного. Титруйте воду 0,02 моль розчином натрію гідроксиду, поки червоний колір не зміниться на світло-рожево-сірий з синім відтінком. Вільна кислотність (в чнм СаСОз) дорівнюватиме кількості розчину натрію гідроксиду, помноженій на 20 (в мілілітрах). Визначення лужності води. Лужність води — це здатність нейтра­лізувати кислоти. Вона залежить вщ розчинених у воді основ (лугів) і основних солей. Основами (лугами) найчастіше бувають гідроксиди натрію, кальцію, магнію, основними солями — карбонати й бікарбонати цих металів. Лужність виражають в чнм СаСО₃. Лужність води менше 50 чнм вважається низькою, 200 чнм — високою. Вода з високою лужністю шкідлива для людей, більшості тварин і багатьох рослин. Лужність зручніше визначати за допомогою кітів або ж наступним методом.

Матеріали: конічна колба на 250 мл, крапельниці; бюретка; волю-метрична піпетка на 100 мл, розчин фенолфталеїну, розчин метилоранжу, 0,01 М розчин сірчаної кислоти.

Хід роботи. Влийте в колбу 100 мл води, що аналізується. Додайте 5 крапель розчину фенолфталеїну. Якщо розчин забарвлюється, переходьте до наступної процедури, якщо залишиться безбарвним, виконуйте подальшу процедуру. Якщо розчин забарвлюється, титруйте його 0,01 М розчином сірчаної кислоти, поки він не стане безбарвним. Запишіть об'єм розчину (в мілілітрах), що був витрачений на титрування. Помноживши його на 10, отримаєте значення (в чнм) фенолфталенової лужності води, яка відповідає сумі розчинених у воді гідроксидів і половині карбонатів. Додайте 5 крапель розчину метилоранжу, якщо вода стане жовтою, титруйте її 0,01 М розчином сірчаної кислоти до появи рожевого кольору. Запишіть кількість кислоти (в мілілітрах), витраченої на титрування. Метилоранжева лужність або загальна лужність води буде визна­чатись об'ємом кислоти (в мілілітрах), витраченої на обидва титру­вання, помноженим на 10. Сюди входитимуть гідроксиди, карбонати й бікарбонати.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: