Metode de determinare cantitativă a calciului. Există diferite metode pentru determinarea calciului.

a) Metode de greutate.

1) Precipitare ca oxalat și cântărire ca sau (vezi „Analiza greutății”).

2) Precipitarea sub formă de sulfat dintr-o soluție alcoolică.

3) Precipitație ca picrolonat.

b) Metode volumetrice.

1) Precipitarea sub formă de oxalat de calciu și determinarea ulterioară a ionului oxalat legat de calciu prin permanganatometrie sau cerimetrie.

2) Precipitarea ca molibdat, reducerea molibdenului și titrarea acestuia cu vanadat de amoniu.

3) Metoda complexometrică.

Metoda greutății pentru determinarea calciului are dezavantaje foarte semnificative.

1. Determinarea conținutului de calciu în diverse obiecte tehnice prin metoda gravimetrică este o operație foarte îndelungată.

2. Precipitarea ionilor de calciu sub formă este asociată cu mari dificultăți din cauza imposibilității de a realiza o izolare cantitativă a oxalatului de calciu;

3. Precipitatul de oxalat de calciu este adesea contaminat cu impurități și este greu de izolat într-o formă pură din punct de vedere chimic.

4. Obținerea formei de greutate este asociată cu utilizarea temperaturii relativ ridicate necesare pentru descompunerea termică a oxalatului de calciu.

5. Forma de greutate rezultată este instabilă și expusă la umiditate și dioxid de carbon din aer, drept urmare masa sa variază în funcție de condițiile de producție și depozitare.

Prin urmare, în prezent, metoda greutății pentru determinarea calciului și-a pierdut semnificația anterioară și a fost înlocuită cu metode volumetrice mai progresive de analiză.

Una dintre aceste metode este descrisă mai sus (vezi cap. II.I, § 28). Metoda permanganometrică pentru determinarea calciului are o serie de avantaje față de metodele gravimetrice de analiză. Un astfel de avantaj este finalizarea mai rapidă a operațiunii de determinare. Cu toate acestea, metoda permanganometrică de determinare a calciului, bazată pe precipitarea ionilor de calciu sub formă de oxalat și titrarea ulterioară a ionilor de oxalat cu permanganat, prezintă multe dezavantaje ale analizei de greutate asociate cu imposibilitatea precipitării cantitative complete și a separării oxalatului de calciu. .

Dintre metodele volumetrice de analiză, cea mai precisă și rapidă metodă de determinare a calciului este, fără îndoială, titrarea complexometrică a ionilor de calciu cu complexon III.

Metoda complexometrică pentru determinarea calciului. Determinarea complexometrică a calciului se bazează pe metoda directă de titrare a ionilor săi cu o soluție standard de complexon III în prezența murexidei sau a cromului acid albastru închis. Indicatorul formează un complex roșu cu ioni de calciu. Când soluția este titrată cu complexon III la punctul de echivalență, culoarea roșie se transformă în culoarea caracteristică indicatorului liber.

Ca urmare a titrarii sărurilor de calciu cu complexon III, se formează un complex și un acid:

Complexul rezultat este relativ instabil:

Prin urmare, formarea unui acid liber în timpul reacției sau adăugarea acestuia la soluția titrabilă înainte de titrare deplasează echilibrul indicat spre stânga, adică spre distrugerea complexului.

EDTA este un acid tetrabazic, caracterizat prin următoarele constante: și este un acid relativ slab, astfel încât soluția complexului său cu nu trebuie să fie mai mică de 10,3. Dacă este mai mică, atunci formează hidroanionii corespunzători: și acid. În acest caz, complexul este distrus sau nu se formează deloc.

Astfel, stabilitatea sării intra-complexe formate de ionii de calciu cu complexon III depinde de mărimea soluției.

Prin urmare, pentru a asigura cursul optim al reacției de formare a complexului, titrarea sărurilor de calciu cu o soluție de EDTA trebuie efectuată într-un mediu puternic alcalin la. În acest caz, se realizează neutralizarea completă a acidului liber format în timpul nitrării și se observă saltul maxim în curba de titrare (Fig. 61).

Orez. 61. Curbele de titrare a ionilor de calciu prin metoda complexometrică la diferite valori ale soluției: 1 - ; 2 -; 3 - ; patru - .

Metoda de determinare. Într-un balon cotat, se prepară aproximativ 0,1 N. o soluție de sare de calciu solubilă în apă. Soluția preparată este introdusă într-un balon conic cu o pipetă, apă dublu distilată (sau deionizată), soluție de hidroxid de sodiu a 1-a, se adaugă 2-3 picături de indicator și se titratează cu agitare continuă 0,1 N. soluție complexon III până când culoarea roșie se schimbă în violet sau albastru. În final, titrarea se efectuează foarte lent.

DURITATEA APEI.

Rostov-pe-Don

2007

cuvânt înainte

1 DEZVOLTAT de Instituția de Stat „Institutul Hidrochimic”

2 DEZVOLTĂTORI L.V. Boeva, Ph.D. chimic. Științe, T.S. Evdokimova

3 DE ACORD cu UMZA și NPO Typhoon of Roshydromet

4 APROBAT ȘI INTRODUS DE Adjunctul șefului Roshydromet

5 Certificat de atestare CERTIFICAT GU „Institutul Hidrochimic” Nr. 47.24-2007 din 10.01.2007

6 ÎNREGISTRAT GU „NPO „Typhoon” sub numărul RD 52.24.395-2007 06.08.2007

7 ÎN LOC DE RD ​​52.24.395-95 „Orientări. Metoda de realizare a masuratorilor duritatii apei prin metoda titrimetrica cu Trilon B.

Introducere

Duritatea este o proprietate a apei datorită prezenței în ea a sărurilor dizolvate ale metalelor alcalino-pământoase (în principal calciu și magneziu). Există duritatea de calciu și magneziu, asociată cu prezența ionilor de calciu și, respectiv, magneziu în apă. Conținutul total al acestor ioni metalici în apă se numește duritate totală.

Duritatea generală se împarte în carbonat, datorită prezenței bicarbonaților și carbonaților de calciu și magneziu în apă, și non-carbonată, datorită prezenței sărurilor de calciu și magneziu ale acizilor tari.

Duritatea carbonatică este numită și temporară (detașabilă), iar non-carbonată - permanentă. Bicarbonații de calciu și magneziu în timpul fierberii prelungite a apei se descompun cu eliberarea de dioxid de carbon și carbonați de calciu și magneziu precipitați (cu fierbere suplimentară, carbonatul de magneziu este hidrolizat pentru a forma hidroxid); duritatea apei scade:

Ca (HCO 3) 2 \u003d CO 2 + CaCO 3 ¯ + H 2 O;

Mg (HCO3)2 \u003d CO2 + MgCO3¯ + H2O;

MgCO 3 + H 2 O \u003d Mg (OH) 2 ¯ + CO 2.

Duritatea rămasă după fierberea apei un anumit timp, suficientă pentru descompunerea completă a hidrocarburilor și îndepărtarea dioxidului de carbon (de obicei 1 - 1,5 ore), se numește duritate constantă. Duritatea permanentă este o caracteristică importantă a calității apei utilizate în scopuri tehnice. Depinde în principal de conținutul de ioni de calciu și magneziu, care după fierbere sunt echilibrați de sulfați și cloruri. Această parte a durității constante, numită și duritate reziduală, poate fi găsită prin diferența dintre duritatea totală și concentrația de hidrocarburi, exprimată în milimoli pe decimetru cub. Cu toate acestea, pe lângă duritatea reziduală a apei după fierbere, rămâne o cantitate mică de ioni de calciu și magneziu, datorită solubilității carbonatului de calciu și hidroxidului de magneziu. Această parte a rigidității constante se numește rigiditate inamovibilă. Deoarece solubilitatea carbonatului de calciu și hidroxidului de magneziu în prezența ionilor de calciu și magneziu în soluție este foarte mică, duritatea non-carbonată (reziduală) este de obicei identificată cu duritatea constantă. Metoda de calcul a durității constante și a componentelor acesteia de duritate reziduală și inamovibilă pe baza rezultatelor determinării componentelor compoziției de sare a apei este dată în „Orientările pentru analiza chimică a apelor terestre”. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1973.

Duritatea apei este exprimată în prezent în milimoli din cantitatea de echivalenți de substanță (SEC) de Ca 2+ și Mg 2+ conținut în 1 dm 3 de apă - mmol / dm 3 KVE (anterior această unitate era desemnată mg-eq/l sau mg-eq/dm 3). Milimol KVE Ca 2+ și Mg 2+ sunt egale cu 20,04 mg/mmol, respectiv 12,15 mg/mmol.

În condiții naturale, ionii de calciu și magneziu intră în apă ca urmare a interacțiunii dioxidului de carbon dizolvat cu mineralele carbonatice și a altor procese de dizolvare și intemperii chimice a rocilor. Sursa acestor ioni o constituie și procesele microbiene care au loc în solurile din bazinul hidrografic, în sedimentele de fund, precum și apele uzate din diverse întreprinderi: industria silicatică, metalurgică, sticla, chimică, scurgerile din terenurile agricole.

Duritatea totală a apelor de suprafață variază în principal de la unități la zeci de milimoli de TEC într-un decimetru cub, iar duritatea carbonatului este adesea de 70-80% din duritatea totală. Este supus unor fluctuații sezoniere vizibile, atingând de obicei cea mai mare valoare la sfârșitul iernii și cea mai scăzută valoare în perioada inundațiilor. Duritatea apei subterane este mai constantă.

Apa cu o duritate mai mică de 4 mmol / dm 3 KVE este caracterizată ca fiind moale; de la 4 la 8 mmol / dm 3 KVE - duritate medie; de la 8 la 12 mmol / dm 3 KVE - dur; mai mult de 12 mmol / dm 3 KVE - foarte greu.

De obicei, duritatea datorată ionilor de calciu predomină (uneori de mai multe ori), totuși, în unele cazuri, duritatea magneziului poate ajunge la 50 - 60% din duritatea totală sau mai mult (deseori duritatea magneziului depășește duritatea calciului în apele maritime și oceanice, sau pe uscat ape de suprafata cu continut mare de ioni sulfat).

Duritatea ridicată are un impact negativ asupra proprietăților apei utilizate în industrie și în uz casnic. Cerințele stricte pentru valoarea durității sunt impuse centralelor care furnizează apă cu abur, deoarece în prezența sulfaților și carbonaților, calciul și magneziul formează o scară puternică care reduce conductivitatea termică a metalului și duce la consumul excesiv de combustibil și supraîncălzirea cazanelor. Pentru eliminarea durității se folosesc diferite metode - precipitarea sărurilor puțin solubile de calciu și magneziu prin mijloace chimice sau termice, înmuiere cu schimbătoare de ioni.

Duritatea ridicată, în special datorită excesului de săruri de magneziu, înrăutățește proprietățile organoleptice ale apei, dându-i un gust amar și având un efect negativ asupra organelor digestive. Valoarea maximă admisă a durității în apa potabilă este de 7 mmol / dm 3 KVE, dar în unele cazuri este permisă utilizarea apei cu o duritate de 10 mmol / dm 3 KVE în scopuri de băut.

RD 52.24.395-2007

DOCUMENT DE ORIENTARE

DURITATEA APEI.
TEHNICA DE MĂSURARE
METODA TITRIMETRICĂ CU TRILON B

Data introducerii 2007-09-01

1 domeniu de utilizare

1.1 Prezentul ghid stabilește o metodologie pentru efectuarea măsurătorilor (denumită în continuare metodologie) durității totale și necarbonatice în probe de apă uzată naturală și tratată în intervalul de la 0,060 la 13,00 mmol/dm 3 KVE (denumit în continuare - mmol/dm 3) prin metoda titrimetrică cu Trilon B .

La analizarea probelor de apă cu o duritate ce depășește 13,00 mmol/dm3, este permisă efectuarea măsurătorilor după diluarea corespunzătoare a probei cu apă distilată.

1.2 Acest ghid este destinat utilizării în laboratoarele care analizează apele uzate naturale și tratate.

2 Referințe normative

Acest ghid face referire la următoarele documente normative:

Masa 1 - Domeniul de măsurare, valorile caracteristicilor de eroare și componentele acesteia (P = 0,95)

La efectuarea măsurătorilor se folosesc următoarele instrumente de măsurare și alte mijloace tehnice: 4.1.1 Bilanț mare de laborator ( II ) clasa de precizie conform GOST 24104-2001 4.1.2 Balanță medie de laborator ( III ) clasa de precizie conform GOST 24104-2001 cu o limită de cântărire de 200 g. 4.1.3 Proba standard de prezentare a compoziției unei soluții apoase de calciu GSO 8065-95 (denumită în continuare - GSO calciu). 4.1.4 Indicați probă standard din compoziția unei soluții apoase de magneziu GSO 7190-95 (denumită în continuare - GSO magneziu). 4.1.5 Baloane cotate 2 clasa de precizie execuție 2, 2a conform capacității GOST 1770-74: 100 cm 3 - 2 buc. 250 cm 3 - 4 buc. 500 cm 3 - 2 buc. 4.1.6 Pipete gradate, 2 clase de precizie, execuție 1, 2 conform GOST 29227-91, cu o capacitate de: 1 cm 3 - 5 buc. 2 cm 3 - 1 buc. 5 cm 3 - 1 buc. 10 cm 3 - 1 buc. 4.1.7 Pipete cu un singur marcaj, clasa de precizie 2, performanță 2 conform GOST 29169-91, cu o capacitate de: 5 cm 3 - 3 buc. 10 cm 3 - 3 buc. 25 cm 3 - 3 buc. 50 cm 3 - 2 buc. 100 cm 3 - 2 buc. 4.1.8 Biurete din clasa a 2-a de precizie, execuție 1, 3 conform GOST 29251-91, cu o capacitate de: 5 cm 3 - 1 buc. 10 cm 3 - 1 buc. 25 cm 3 - 1 buc. 4.1.9 Cilindri dimensionali 1, 3 în conformitate cu GOST 1770-74 cu o capacitate de: 25 cm 3 - 1 buc. 50 cm 3 - 1 buc. 100 cm 3 - 2 buc. 250 cm 3 - 1 buc. 500 cm 3 - 1 buc. 1000 cm 3 - 1 buc. 4.1.10 Eprubete conice, versiunea 1 conform GOST 1770-74, capacitate 10 cm 3 - 2 buc. 4.1.11 Baloane conice Kn versiunea 2, THS conform GOST 25336-82 cu capacitate 250 cm 3 - 10 buc. 500 cm 3 - 4 buc. 4.1.12 Ochelari V-1, THS conform GOST 25336-82 cu o capacitate 100 cm 3 - 3 buc. 250 cm 3 -2 buc. 600 cm 3 - 2 buc. 1000 cm 3 - 2 buc. 4.1.13 Cupe din polipropilenă cu o capacitate 100 cm 3 - 1 buc. 250 cm 3 - 1 buc. 4.1.14 Pâlnii de laborator conform GOST 25336-82 cu un diametru 56 mm - 2 buc. 75 mm - 4 buc. 4.1.15 Cupe pentru cântărire (saci de sticle) conform GOST 25336-82 SV-14/8 - 1 buc. SV-19/9 - 1 buc. SV-24/10 - 1 buc. SV-34/12 - 1 buc. 4.1.16 Mortar nr. 3 sau 4 conform GOST 9147-80 - 1 buc. 4.1.17 Coloană cromatografică cu un diametru de 1,5 - 2,0 și o lungime 25 - 30 cm - 1 buc. 4.1.18 Geam de ceas - 1 buc. 4.1.19 Vasă biologică (Petri) versiunea 2 conform GOST 25336-82 - 1 buc. 4.1.20 Cupa de evaporare nr. 1 sau 2 conform GOST 9147-80 - 1 buc. 4.1.21 Bețișoare de sticlă - 2 buc. 4.1.22 Desicator versiunea 2 cu un diametru al corpului de 140 mm sau 190 mm conform GOST 25336-82. 4.1.23 Spălați sticla. 4.1.24 Baloane pentru depozitarea probelor şi soluţiilor din sticlă deschisă şi închisă cu dopuri cu şurub sau şlefuit cu o capacitate de 100 cm 3 , 250 cm 3 , 500 cm 3 , 1000 cm 3 . 4.1.25 Articole din sticlă din polietilenă (polipropilenă) pentru depozitarea probelor și soluțiilor cu o capacitate de 100 cm 3 , 250 cm 3 , 500 cm 3 , 1000 cm 3 . 4.1.26 Cabinet de uscare pentru scopuri generale de laborator. 4.1.27 Sobă electrică cu spirală închisă conform GOST 14919-83. 4.1.28 Cuptor cu mufă de orice tip. 4.1.29 Dispozitiv pentru filtrarea probelor folosind filtre cu membrană sau hârtie. 4.1.30 Frigider de uz casnic. 4.1.31 Marker (creion pe sticlă). Este permisă folosirea altor tipuri de instrumente de măsură, ustensile și echipamente auxiliare, inclusiv de import, cu caracteristici nu mai proaste decât cele date în. La efectuarea măsurătorilor, se folosesc următorii reactivi și materiale: 4.2.1 Sare disodica de etilendiamină N ,N,N ¢ ,N ¢ -acid tetraacetic 2-apos (trilon B) conform GOST 10652-73, grad analitic. 4.2.2 Zinc granulat conform TU 6-09-5294-86, grad analitic 4.2.3 Carbonat de calciu (carbonat de calciu) conform GOST 4530-76, chimic pur și oxid de magneziu conform GOST 4526-75, chimic pur. (în absența OSG). 4.2.4 Clorura de amoniu (clorura de amoniu) conform GOST 3773-72, grad analitic. 4.2.5 Apa amoniac conform GOST 3760-79, grad analitic 4.2.6 Clorura de sodiu (clorura de sodiu) conform GOST 4233-77, grad analitic 4.2.7 Hidroxid de sodiu (hidroxid de sodiu) conform GOST 4328-77, grad analitic 4.2.8 Sulfura de sodiu 9-apă (sulfură de sodiu) conform GOST 2053-77, grad analitic sau N de sodiu,N -dietilditiocarbamat 3-apă (dietilditiocarbamat de sodiu) conform GOST 8864-71, grad analitic. 4.2.9 Acid clorhidric conform GOST 3118-77, grad analitic 4.2.10 Eriochrome black T (negru cromogen ET). 4.2.11 Clorhidrat de hidroxilamină conform GOST 5456-79, grad analitic 4.2.12 Cărbune activ. 4.2.13 Alaun de potasiu conform GOST 4329-77, grad analitic. 4.2.14 Clorura de bariu 2-apoasă (clorura de bariu) conform GOST 4108-72, grad analitic. 4.2.15 Apă distilată conform GOST 6709-72. 4.2.16 Hârtie indicator universal (pH 1 - 10) conform TU 6-09-1181-76. 4.2.17 Filtre cu membrană „Vladipor MFAS-OS-2”, 0,45 µm, conform TU 6-55-221-1-29-89 sau alt tip, echivalent ca caracteristici. 4.2.18 Filtre de hârtie fără cenuşă „bandă albastră” şi „bandă albă” conform TU 6-09-1678-86. Este permisă utilizarea de reactivi fabricați conform altor documentații de reglementare și tehnică, inclusiv a celor importate, cu o calificare nu mai mică decât cea specificată în. 5 Metoda de măsurare Măsurătorile durității se bazează pe capacitatea ionilor de calciu și magneziu într-o soluție tampon amoniu-amoniac (pH 9 - 10) de a forma compuși complecși ușor disociați cu Trilon B. În timpul titrarii, calciul se leagă mai întâi, formând un complex mai stabil cu Trilon B și apoi magneziu. Punctul final al titrarii este determinat de schimbarea culorii indicatorului T negru eriocrom de la roșu vișiniu (culoarea compusului de magneziu cu indicator) la albastru (culoarea indicatorului liber). 6 Cerințe de siguranță, protecția mediului 6.1 La efectuarea măsurătorilor de duritate în probe de apă uzată naturală și tratată se respectă cerințele de siguranță stabilite în standardele naționale și documentele de reglementare relevante. 6.2 În funcție de gradul de impact asupra organismului, substanțele nocive utilizate în măsurători aparțin a 2, 3 clase de pericol conform GOST 12.1.007. 6.4 Nu există cerințe suplimentare pentru siguranța mediului. 7 Cerințe de calificare a operatorului Pentru efectuarea măsurătorilor și prelucrarea rezultatelor acestora sunt permise persoane cu studii medii profesionale sau fără studii profesionale, dar care au cel puțin un an de experiență de lucru în laborator și au stăpânit tehnica. 8 Condiții de măsurare Atunci când se efectuează măsurători în laborator, trebuie îndeplinite următoarele condiții: Temperatura ambiantă (22 ± 5) °С; Presiunea atmosferică de la 84,0 la 106,7 kPa (de la 630 la 800 mmHg); Umiditatea aerului nu mai mult de 80% la 25 °С; Tensiune de rețea (220 ± 10) V; Frecvența curentului alternativ în rețeaua de alimentare (50 ± 1) Hz. 9 Prelevarea probelor și depozitarea Eșantionarea pentru măsurarea valorii rigidității este efectuată în conformitate cu GOST 17.1.5.05 și GOST R 51592. Echipamentul de prelevare trebuie să respecte GOST 17.1.5.04 și GOST R 51592. Probele tulburi sunt filtrate printr-un filtru cu membrană de 0,45 µm sau hârtie de filtru cu bandă albastră. Prima parte a filtratului trebuie aruncată. Probele sunt depozitate într-un recipient de sticlă sau plastic într-un loc întunecat timp de cel mult 6 luni. 10 Pregătirea pentru a efectua măsurători 10.1 Prepararea solutiilor si reactivilor 10.1.1 O soluție de Trilon B cu o concentrație molară de 0,02 mol / dm 3 din cantitatea de echivalent substanță (denumită în continuare - TBE) Se dizolvă 3,72 g de Trilon B în 1 dm 3 de apă distilată. Concentrația exactă a soluției este stabilită în funcție de soluția de clorură de zinc, în conformitate cu cel puțin 1 dată pe lună. Soluția se păstrează într-un recipient bine închis. Se cântăresc aproximativ 0,35 g de zinc metalic, se umezesc cu o cantitate mică de acid clorhidric concentrat și se spală imediat cu apă distilată. Zincul se usucă într-un cuptor la o temperatură de 105° C timp de 1 oră, apoi s-a răcit și s-a cântărit pe o balanță de laborator până la a patra zecimală. O porţie de zinc este transferată cantitativ într-un balon cotat cu o capacitate de 500 cm3, în care se adaugă mai întâi 10 - 15 cm3 de apă bidistilată şi 1,5 cm3 de acid clorhidric concentrat. Zincul se dizolvă. După dizolvare, volumul soluției se ajustează la semnul de pe balon cu apă distilată și se amestecă. Calculați concentrația molară de clorură de zinc C Zn , mol / dm 3 KVE, în soluția rezultată conform formulei (1) unde q este o probă de zinc metalic, g; 32,69 - echivalent de masă molară de zinc (1/2 Zn2+), g/mol; V - capacitate balon cotat, dm3. La calcularea valorii lui C Zn rotunjit astfel încât să conţină 4 cifre semnificative. Soluția de zinc se păstrează într-un recipient închis ermetic timp de 6 luni. 10.1.3 Soluție tampon de amoniac Într-un balon cotat cu o capacitate de 500 cm 3 se dizolvă 7,0 g de clorură de amoniu în 100 cm 3 de apă distilată și se adaugă 75 cm 3 de soluție concentrată de amoniac. Volumul soluției se ajustează la semnul de pe balon cu apă distilată și se amestecă bine. Soluția tampon se păstrează într-un recipient de plastic timp de cel mult 2 luni. 10.1.4 Indicator negru eriocrom T Într-un mojar se pisează cu grijă 0,5 g de negru eriocrom T cu 50 g de clorură de sodiu. A se păstra într-o sticlă de sticlă închisă la culoare timp de cel mult 6 luni. 10.1.9 Soluție de hidroxid de sodiu, 20% Se dizolvă 20 g hidroxid de sodiu în 80 cm 3 de apă distilată. 10.1.10 Soluție de hidroxid de sodiu, 0,4% Se dizolvă 2 g hidroxid de sodiu în 500 cm 3 de apă distilată. 10.1.11 Soluție de hidroxid de sodiu, 1 mol/dm 3 Se dizolvă 20 g hidroxid de sodiu în 500 cm 3 de apă distilată. Soluțiile de hidroxid de sodiu sunt stabile atunci când sunt depozitate într-un recipient de polietilenă bine închis. 10.1.12 Soluție de sulfură de sodiu Se dizolvă 2 g de sulfură de sodiu în 50 cm 3 de apă distilată. Păstrați într-un recipient de polietilenă bine închis la frigider pentru cel mult o săptămână. 10.1.13 Soluție de dietilditiocarbamat de sodiu Se dizolvă 5 g dietilditiocarbamat de sodiu în 50 cm 3 de apă distilată. A nu se păstra mai mult de 2 săptămâni la frigider. 10.1.14 Soluție de clorhidrat de hidroxilamină Se dizolvă 5 g clorhidrat de hidroxilamină în 100 cm 3 de apă distilată. A se păstra într-o sticlă închisă la culoare închisă ermetic, la frigider, timp de o lună. 10.1.15 Soluție de acid clorhidric, 4 mol/dm 3 În 330 cm 3 de apă distilată se dizolvă 170 cm 3 de acid clorhidric concentrat. Soluția este stabilă. 10.1.16 Cărbune activ Prepararea cărbunelui activ este dată în anexă. 10.1.17 Suspensie de hidroxid de aluminiu Prepararea unei suspensii de hidroxid de aluminiu este dată în anexă. 10.2 Stabilirea concentrației molare exacte a soluției Trilon B Într-un balon conic cu o capacitate de 250 cm 3 , cu ajutorul unei pipete cu un semn, se adaugă 10,0 cm 3 dintr-o soluție de clorură de zinc (), se adaugă 90 cm 3 apă distilată, 5 cm 3 soluție tampon amoniu-amoniac și 70 - 100 mg indicator eriocrom negru T. Conținutul balonului este bine amestecat și titrat dintr-o biuretă cu o capacitate de 25 cm 3 cu o soluție de Trilon B până când culoarea se schimbă de la violet-roșu la albastru (albastru) . Concentrația molară a unei soluții de Trilon B C Tr, mol / dm 3 KVE, se calculează prin formula (2) unde C Zn - concentrația molară a unei soluții de clorură de zinc, mol/DM 3 KVE; V T p - volumul de soluție Trilon B utilizat pentru titrare, cm3; VZn - volumul soluţiei de clorură de zinc, cm 3 . 11 Preluarea măsurătorilor 11.1 Alegerea condițiilor de titrare Dimensiunea alicotă a probei de apă pentru a efectua măsurarea durității este selectată pe baza valorii așteptate a durității sau a rezultatelor unei titrari estimate. Pentru titrarea evaluativă se iau 10 cm 3 de apă, 0,5 cm 3 dintr-o soluție tampon, se adaugă 7–10 mg de indicator T de negru eriocrom și se titează cu o soluție de Trilon B până când culoarea se schimbă de la roșu vișiniu la albastru. . În funcție de volumul de soluție Trilon B utilizat pentru titrare, volumul corespunzător al unei alicote dintr-o probă de apă este selectat din tabel pentru a măsura valoarea durității. Masa 2 - Volumul probei de apă recomandat pentru măsurători de duritate Titrarea trebuie efectuată cu o biuretă de capacitate adecvată, în funcție de duritatea apei. Dacă, conform rezultatelor titrarii estimate, volumul de Trilon B este mai mic de 0,4 cm 3 sau duritatea preconizată este mai mică de 0,8 mmol / dm 3, se folosește o biuretă cu o capacitate de 5 cm 3; cu un volum de Trilon B de la 0,4 cm 3 la 0,8 cm 3 sau duritate de la 0,8 la 1,6 mmol / dm 3 - o biuretă cu o capacitate de 10 cm 3; cu un volum de trilon mai mare de 0,8 cm 3 sau o duritate mai mare de 1,6 mmol / dm 3 - o biuretă cu o capacitate de 25 cm 3. In lipsa unei biurete cu o capacitate de 10 cm 3 se poate folosi o biureta cu o capacitate de 25 cm 3; este permisă înlocuirea unei biurete cu o capacitate de 5 cm 3 cu o biuretă cu o capacitate de 10 cm 3, însă înlocuirea unei biurete cu o capacitate de 5 cm 3 cu o biuretă cu o capacitate de 25 cm 3 este inacceptabil.	Discrepanță admisă între volumele lui Trilon B, cm 3
De la 4 la 12 incl.
Sf. 12 la 16 incl.

11.3 Pregătirea probei pentru măsurători de duritate non-carbonate (permanente).

Un balon cotat cu o capacitate de 250 cm 3 se clătește de două ori cu o cantitate mică de apă pentru a fi analizat, apoi se umple cu această apă până la semn. Se transferă o parte alicotă din probă din balonul cotat într-un balon conic termorezistent de 500 cm 3 și se marchează nivelul inițial al apei cu un marker. Clătiți balonul cotat de două sau trei ori cu o cantitate mică de apă distilată (8 - 10 cm 3) și puneți spălaturile în același balon conic. Se încălzește conținutul balonului conic la fierbere, apoi se fierbe timp de 1 - 1,5 ore (în funcție de concentrația de bicarbonați). Dacă, în timpul fierberii, nivelul apei din balon scade cu mai mult de 0,5 cm sub nivelul inițial, se adaugă apă distilată clocotită în balon până la acest semn. La sfârșitul fierberii, nivelul apei din balon trebuie să fie cu aproximativ 0,5 cm sub nivelul inițial.

Proba este răcită lent la temperatura camerei și apoi filtrată printr-un filtru pliat cu bandă albastră, prespălată cu apă distilată fierbinte, într-un balon cotat de 250 cm3. Se clătește balonul conic și se filtrează de două ori cu apă distilată rece (aproximativ 20 cm 3 fiecare). Se aduce soluția în balon la semn, se amestecă și se titează conform .

11.4 Eliminarea influențelor interferente

±D - limitele caracteristicilor de eroare ale rezultatelor măsurătorilor pentru o concentrație de masă dată de calciu (tabel).

Valorile numerice ale rezultatului măsurării trebuie să se încheie cu o cifră de aceeași cifră ca și valorile caracteristicii de eroare; acesta din urmă nu trebuie să conțină mai mult de două cifre semnificative.

12.3 Este acceptabil să se reprezinte rezultatul ca

cu condiţia D l< D , (5)

unde ± D l - limitele caracteristicilor de eroare a rezultatelor măsurătorilor, stabilite în timpul implementării metodologiei în laborator și prevăzute de controlul stabilității rezultatelor măsurătorilor.

Notă - Este permisă stabilirea caracteristicii de eroare a rezultatelor măsurătorii la implementarea metodologiei în laborator pe baza expresiei D l \u003d 0,84 × D cu o rafinare ulterioară pe măsură ce informațiile se acumulează în procesul de monitorizare a stabilității măsurătorii rezultate.

12.4 Dacă măsurătorile concentrației masice de calciu sunt efectuate simultan cu măsurarea durității (de exemplu, în conformitate cu RD 52.24.403), concentrația masică a magneziului poate fi calculată în proba de apă analizată. Metoda de calcul este dată în anexă.

12.5 Rezultatele măsurătorilor sunt documentate într-un protocol sau într-un jurnal de bord conform formularelor din Manualul de calitate al laboratorului.

13 Controlul calității rezultatelor măsurătorilor la implementarea metodologiei în laborator

13.1 Generalități

13.1.1 Controlul calității rezultatelor măsurătorilor la implementarea metodologiei în laborator prevede:

Controlul operațional de către executant al procedurii de efectuare a măsurătorilor (pe baza evaluării repetabilității, erori în implementarea unei singure proceduri de control);

Monitorizarea stabilității rezultatelor măsurătorilor (pe baza controlului stabilității abaterii standard a repetabilității, abaterii standard a preciziei intralaboratoare, eroare).

13.1.2 Frecvența controlului operațional și procedurile de monitorizare a stabilității rezultatelor măsurătorilor sunt reglementate în Manualul Calității Laboratorului.

13.2.1 Controlul repetabilității se efectuează pentru fiecare dintre rezultatele măsurătorii obținute în conformitate cu procedura. Pentru a face acest lucru, proba de apă selectată este împărțită în două părți, iar măsurătorile sunt efectuate în conformitate cu secțiunea.

13.2.2 Rezultatul procedurii de control r la , mmol / dm 3, calculat prin formula

r la = | X 1 - X 2 | , (6)

unde X 1 , X 2 - rezultatele măsurătorilor durității totale din probă, mmol/dm 3 .

13.2.3 Limita de repetabilitate r n, mmol / dm 3, calculat prin formula

r n = 2,77 s r , (7)

unde s r - indice de repetabilitate, mmol / dm 3 (tabel).

13.2.4 Rezultatul procedurii de control trebuie să satisfacă condiția

13.3.1 Controlul operațional al procedurii de măsurare folosind metoda de adăugare împreună cu metoda de diluare a probei se efectuează dacă valoarea durității în proba de lucru este de 0,5 mmol/dm 3 sau mai mare. În caz contrar, controlul operațional se efectuează folosind metoda completărilor conform. Pentru introducerea aditivilor se folosesc GSO sau un amestec certificat de calciu si magneziu (Anexa).

13.3.2 Controlul operațional de către executantul procedurii de măsurare se realizează prin compararea rezultatelor unei singure proceduri de control K cu standardul de control K.

13.3.3 Rezultatul procedurii de control K k, mmol / dm 3, se calculează prin formula

(9)

Unde - rezultatul unei măsurări de control a valorii durității într-o probă diluată în h ori, cu un aditiv cunoscut, mmol/dm3;

- rezultatul unei măsurări de control a valorii durității într-o probă diluată în h ori, mmol/dm3;

- rezultatul măsurării valorii durității în proba de lucru, mmol/dm 3 ;

C este cantitatea de aditiv, mmol/dm3.

13.3.4 Standard de control K, mmol / dm 3, calculat prin formula

(10)

Unde - valori ale caracteristicilor de eroare a rezultatelor măsurătorilor, stabilite în timpul implementării metodologiei în laborator, corespunzătoare valorii durității dintr-o probă diluată cu un aditiv (probă diluată, probă de lucru), mmol/dm 3 .

13.3.5 Dacă rezultatul procedurii de control satisface condiția:

13.4.1 Controlul de către executant al procedurii de măsurare se realizează prin compararea rezultatelor unei singure proceduri de control K cu standardul de control K.

13.4.2 Rezultatul procedurii de control K k, mmol / dm 3, se calculează prin formula

(12)

Unde - rezultatul unei măsurări de control a valorii durității într-o probă cu un aditiv cunoscut, mmol/dm 3 ;

- rezultatul măsurării valorii durității în proba de lucru, mmol/dm 3 ;

DE LA - valoarea aditivului, mmol/dm3.

13.4.3 Standard de control al erorilor K, mg / dm 3, calculat prin formula

(13)

Unde - valori ale caracteristicilor de eroare a rezultatelor măsurătorilor, stabilite în timpul implementării metodologiei în laborator, corespunzătoare concentrației masice de calciu din proba cu aditivul (proba de lucru), mg/dm 3 .

Notă - Este permisă utilizarea valorilor caracteristicilor de eroare obținute prin calcul folosind formulele pentru a calcula standardul de control

13.4.4 Dacă rezultatul procedurii de control satisface condiția

Masa D.1 - Caracteristicile metrologice ale amestecurilor certificate

D.3 Instrumente de măsură, dispozitive auxiliare

D.3.1 Bilanț mare de laborator ( II ) clasa de precizie conform GOST 24104-2001.

D.3.2 Baloane cotate din clasa a 2-a de precizie conform GOST 1770-74 cu o capacitate

250 cm 3 - 2 buc.

100 cm 3 - 2 buc.

D.3.3 Pipete cu un singur marcaj conform GOST 29169-91 cu o capacitate

5 cm 3 - 2 buc.

25 cm 3 - 2 buc.

D.3.4 Cilindri de măsurare conform GOST 1770-74 cu o capacitate

250 cm 3 - 1 buc.

25 cm 3 - 1 buc.

D.3.5 Ochelari chimici din polipropilenă cu o capacitate

250 cm 3 - 1 buc.

100 cm 3 - 1 buc.

D.3.6 Cupa de evaporare nr. 1 sau 2 conform GOST 9147-80.

D.3.7 Spălați sticla.

D.3.8 Tijă de sticlă.

D.3.9 Sticlă de ceas sau cupă biologică (Petri) versiunea 2 conform GOST 25336-82.

D.3.10 Spatula.

D.3.11 Desicator versiunea 2 cu un diametru al corpului de 140 mm sau 190 mm conform GOST 25336-82.

D.3.12 Cuptor cu mufă de orice tip.

D.4 Componentele inițiale ale soluțiilor certificate

D.4.1 Carbonat de calciu (carbonat de calciu) conform GOST 4530-76, pur chimic Componenta principală este CaCO 3, a cărei fracțiune de masă nu este mai mică de 99%, greutatea moleculară este de 100,09.

D.4.5 Soluție de acid clorhidric 1:1 (pentru a prepara soluția, amestecați volume egale de apă distilată și acid clorhidric concentrat).

D.5 Procedura de preparare a solutiilor certificate

D.5.1 Prepararea soluției certificate de calciu

Pe cântare de o clasă înaltă de precizie, 31,216 g de carbonat de calciu sunt cântărite într-un pahar de polipropilenă cu o capacitate de 250 cm 3 cu o precizie de a patra zecimală. Se umezește proba cu apă distilată și se adaugă treptat 120 cm 3 acid clorhidric (1:1) cu agitare. Acoperiți paharul cu o sticlă de ceas curată sau cu vas Petri și lăsați să stea până se dizolvă.

Soluția rezultată este creditată cu o concentrație în masă de calciu de 50,00 mg/cm3, o concentrație molară de 2,495 mmol/cm3 KVE.

D.5.2 Prepararea soluției certificate de magneziu

Pe cântare de o clasă de precizie ridicată, 2,544 g sunt cântărite într-o sticlă de polipropilenă cu o capacitate de 100 cm 3 MgO , calcinat în prealabil într-un cuptor cu muflă la 500 °C timp de 3 ore și răcit într-un esicator. Se umezește proba cu apă distilată și se adaugă 25 cm 3 de acid clorhidric (1:1) cu agitare. Lăsați amestecul să stea până se dizolvă, acoperit cu un pahar de ceas sau cu vas Petri.

După dizolvare, cu grijă, folosind un baston, se transferă soluția printr-o pâlnie într-un balon cotat cu o capacitate de 250 cm 3. Clătiți paharul și pâlnia de trei sau patru ori cu apă distilată și transferați spălaturile în același balon. Se diluează soluția în balon cu apă distilată până la semn și se amestecă.

Soluţia rezultată este creditată cu o concentraţie în masă de magneziu de 6,136 mg/cm3, o concentraţie molară de 0,505 mmol/cm3 KVE.

D.5.3 Prepararea unui amestec certificat AC1-N

Într-un balon cotat cu o capacitate de 100 cm 3 se adaugă 25,0 cm 3 de soluții de calciu și magneziu cu pipete cu un semn cu o capacitate de 25 cm 3 . Volumul soluției se ajustează la semnul de pe balon cu apă distilată și se amestecă.

Soluţiei rezultate i se atribuie o duritate de 750 mmol/DM3.

D.5.4 Prepararea unui amestec certificat AS2-N

Într-un balon cotat cu o capacitate de 100 cm 3 se adaugă 5,0 cm 3 de soluţii de calciu şi magneziu cu pipete cu un semn cu o capacitate de 5 cm 3 . Volumul soluției se ajustează la semnul de pe balon cu apă distilată și se amestecă.

Soluţiei rezultate i se atribuie o duritate de 150 mmol/DM3.

D.6 Calculul caracteristicilor metrologice ale soluțiilor certificate

D.6.1 Calculul caracteristicilor metrologice ale unei soluții de calciu certificate

Valorile certificate ale concentrației masice de calciu C Ca, mg/cm 3 , și ale concentrației molare de calciu EQE M Ca, mmol/cm 3 , sunt calculate prin formule

(D.1)

(D.2)

unde m - greutatea probei de carbonat de calciu, g;

V - capacitatea balonului cotat, cm 3;

40,08 și 100,09 - masa unui mol de calciu și respectiv carbonat de calciu, g/mol.

Calculul limitei valorilor posibile ale erorii în stabilirea concentrației masice de calciu D Ca , mg/cm3 şi concentraţia molară de calciu D Ca-M , mmol / cm 3, efectuată conform formulelor

(D.3)

(D.4)

unde C Ca - valoarea concentrației masice de calciu atribuită soluției, mg/cm 3 ;

M Ca - a atribuit soluţiei valoarea concentraţiei molare de calciu KVE, mmol/cm 3 ;

D m - valoarea limită a posibilei abateri a fracției de masă a substanței principale (carbonat de calciu) din reactiv de la valoarea atribuită m, %;

m -

D m - eroare maximă posibilă de cântărire, g;

m - masa probei de carbonat de calciu, g;

D V

V -

Eroarea de stabilire a concentrației masice de calciu în soluție este egală cu

Eroarea în stabilirea concentrației molare a EQE de calciu în soluție este egală cu

D.6.2 Calculul caracteristicilor metrologice ale unei soluții de magneziu certificate

Valori certificate ale concentrației masice de magneziu C Mg , mg/cm3 şi concentraţia molară de magneziu

M Mg - se atribuie soluţiei valoarea concentraţiei molare de magneziu KVE, mmol/cm 3 ;

D m - valoarea limită a posibilei abateri a fracției de masă a substanței principale (oxid de magneziu) din reactiv de la valoarea atribuită m, %;

m - fracțiunea de masă a substanței principale din reactiv, atribuită reactivului de calitate chimică, %;

D m - eroare maximă posibilă de cântărire, g;

m - greutatea probei de oxid de magneziu, g;

D V - valoarea limită a posibilei abateri a volumului balonului cotat de la valoarea nominală, cm 3;

V - volumul nominal al balonului cotat utilizat, cm 3 .

Eroarea de stabilire a concentrației masice de magneziu în soluție este egală cu

Eroarea în stabilirea concentrației molare a EQE a magneziului în soluție este egală cu

D.6.3 Calculul caracteristicilor metrologice ale amestecurilor certificate AS1-N și AS2-N.

Valoare certificată de rigiditate H 1 și H2, mmol/dm3, calculat prin formula

(D.9)

unde M Ca - se atribuie soluţiei valoarea concentraţiei molare de calciu KVE, mmol/cm 3 ;

V C a

M Mg - se atribuie soluţiei valoarea concentraţiei molare de magneziu KVE, mmol/cm 3 ;

V Mg - volumul de soluție de magneziu luat cu pipeta, cm 3;

V 1 - capacitatea balonului cotat, cm3.

Calculul erorii de stabilire a valorii duritatii in amestecurile certificate D1 și D2 , mmol / dm 3, efectuat conform formulei

(D.10)

unde H 1(2) - atribuită amestecurilor certificate AC1-H și AC2-H valoarea durității, mmol/cm 3 ;

D Ca-M - eroare în stabilirea concentraţiei molare a TEQ de calciu în soluţie, mmol/cm 3 ;

M Ca - a atribuit soluţiei valoarea concentraţiei molare de calciu KVE, mmol/cm 3 ;

D Mg -M - eroare în stabilirea concentraţiei molare a EQE a magneziului în soluţie, mmol/cm 3 ;

M Mg - a atribuit soluţiei valoarea concentraţiei molare a magneziului KVE, mmol/cm 3 ;

Valoarea limită a posibilei abateri de volum V Ca din valoarea nominală, cm 3;

V Ca - volumul soluţiei de calciu luat cu pipeta, cm 3;

- valoarea limită a posibilei abateri a volumului V Mg din valoarea nominală, cm 3;

V Mg - volumul soluţiei de magneziu luat cu pipeta, cm 3 ;

Valoarea limită a posibilei abateri a volumului balonului cotat de la valoarea nominală, cm 3;

V 1 - capacitatea balonului cotat, cm3.

Eroarea în determinarea valorii durității în amestecul certificat AS1-N este egală cu

Eroarea în determinarea valorii durității în amestecul certificat AS2-N este egală cu

D.7 Cerințe de siguranță

Trebuie respectate cerințele generale de siguranță pentru lucrul în laboratoarele chimice.

D.8 Cerințe de calificare pentru artiști

Soluțiile certificate pot fi pregătite de un inginer sau asistent de laborator cu studii medii profesionale care a urmat o pregătire specială și are o experiență de lucru de cel puțin 6 luni într-un laborator chimic.

D.9 Cerințe de marcare

Sticlele cu soluții și amestecuri certificate trebuie să fie etichetate cu denumirea soluției sau amestecului certificat, masa și concentrația molară de calciu și magneziu sau valoarea durității în soluție, eroarea de determinare a acestora și data preparării.

D.10 Condiții de depozitare

O soluție certificată de calciu este păstrată într-o sticlă închisă ermetic timp de un an.

O soluție de magneziu certificată este păstrată într-o sticlă închisă ermetic timp de cel mult 6 luni.

Amestecuri certificate AC1-H și AC2-H se păstrează în sticle bine închise timp de 3 și 1 lună. respectiv.

Serviciul Federal pentru Hidrometeorologie și
monitorizarea mediului

INSTITUȚIA DE STAT
„INSTITUTUL HIDROCHIMIC”

CERTIFICAT Nr 47.24-2007
despre atestarea MVI

Tehnica de măsurare valorile durității apei titrimetric Metoda Trilon B

dezvoltat GU „Institutul Hidrochimic” (GU GHI)

si reglementate RD 52.24.395-2007

certificat în conformitate cu GOST R 8.563-96 modificat în 2002

Certificarea a fost efectuată pe baza rezultatelor studii experimentale

Ca urmare a certificării MVI, s-a stabilit:

1. MVI respectă cerințele metrologice pentru acesta și are următoarele caracteristici metrologice principale:

Domeniul de măsurare, valorile caracteristicilor de eroare și componentele acesteia (P = 0,95)

Intervalul valorilor măsurate de rigiditate, X, mmol/dm 3	Indicele de repetabilitate (deviația standard a repetabilității) s r, mmol / dm 3	Indicele de reproductibilitate (deviația standard a reproductibilității) s R, mmol / dm 3	Indicele de corectitudine (limita erorii sistematice cu probabilitatea P = 0,95) ± D s, mmol / dm 3	Indicator de precizie (marje de eroare la probabilitate Р = 0,95) ± D, mmol / dm 3
De la 0.060 la 2.000 incl.	0,004 + 0,0045× X	0,011 + 0,023× X	0,019 + 0,017× X	0,037 + 0,040× X
Sf. 2.00 la 13.00 incl.	0,0045× X	0,035×X	0,017× X	0,05 + 0,073 X

2. Gama de măsurători, valori ale limitelor de repetabilitate și reproductibilitate la un nivel de încredere P = 0,95

3 La implementarea metodologiei în laborator, furnizați:

Controlul operațional de către executant al procedurii de efectuare a măsurătorilor (pe baza unei evaluări a repetabilității și a erorii în implementarea unei singure proceduri de control);

Monitorizarea stabilității rezultatelor măsurătorilor (pe baza controlului stabilității abaterii standard a repetabilității, abaterii standard a preciziei intralaboratoare, eroare).

Frecvența controlului operațional și procedurile de monitorizare a stabilității rezultatelor măsurătorilor sunt reglementate în Manualul Calității Laboratorului.

Metrolog sef GU GHI A.A. Nazarov

Document de reglementare - GOST 23268.5-78.

Pentru determinarea magneziului în apele naturale se recomandă o metodă de calcul bazată pe diferența dintre rezultatele determinării durității totale și a ionilor de calciu și o metodă colorimetrică directă cu galben strălucitor. Acesta din urmă ar trebui utilizat în analiza apelor care conțin cantități mici de ioni de calciu în comparație cu conținutul de ioni de magneziu și cu un efect de interferență semnificativ al ionilor străini.

Determinarea magneziului prin calcul

În proba de apă studiată se determină duritatea totală și conținutul de ioni de calciu. Apoi conținutul de ioni de magneziu C e în mg-eq / dm 3 și C x în mg / dm 3 se calculează prin formulele:

C e \u003d a - b (18)

C x \u003d 12,16 (a - b) (19)

unde a este valoarea durității totale, mg-eq / dm 3; b - conținutul de ioni de calciu, mg-eq / dm 3; 12,16 este echivalentul magneziului.

Determinarea alcalinității ionului bicarbonat (HCO3-), ion carbonatului (CO32-).

Documente de reglementare - GOST 23268.3-78, RD 52.24.493-95, ISO 9963-1:1994, 9963-2:1994.

Metoda titrimetrică pentru determinarea ionului bicarbonat

Principiul și caracteristicile metodei. Metoda se bazează pe neutralizarea ionilor de carbonat cu acid clorhidric în prezența indicatorului metil portocaliu. Metoda permite determinarea a 5 mg de ioni de bicarbonat din probă.

Progresul definirii

De la 25 la 50 cm 3 de apă minerală analizată se prelevează într-un balon conic cu o capacitate de 250 cm 3, volumul probei se reglează la 100 cm 3 cu apă distilată, se adaugă 2-3 picături de soluție de metil portocaliu și se titrează cu 0,1 N. soluție de acid clorhidric până când culoarea soluției se schimbă de la galben la roz. Dacă în apa de testare există mai mult de 300 mg/l de ioni de bicarbonat, după terminarea titrarii, proba de apă se fierbe la reflux timp de 5-7 minute. (Condensatorul de reflux poate fi înlocuit cu o pâlnie inversată.) Dacă culoarea soluției se schimbă în galben, proba este titrată cu acid clorhidric.

Concentrația masică a ionilor de bicarbonat (X), mg/dm3, se calculează prin formula:

X = (Vn611000) / V1 (20)

unde V este volumul de soluție de acid clorhidric utilizat pentru titrare, cm 3; n este normalitatea soluției de acid clorhidric; 61 - echivalent gram de ioni de bicarbonat; V1 este volumul de apă luat pentru analiză, cm3.

Se ia ca rezultat final media aritmetică a două determinări paralele, discrepanțe admisibile între care nu trebuie să depășească 3,0%.

Caracteristica de eroare - la o concentrație de ion hidrocarbonat de la 10 la 300 mg / dm 3, eroarea este calculată prin formula 2,8 + 0,08 C, mg / dm 3, unde C este concentrația găsită a ionului de hidrocarbonat în mg / dm 3.

Metoda se bazează pe capacitatea ionilor de calciu de a forma complexe stabili cu Trilon B într-un mediu puternic alcalin (pH = 12–13). Un complex similar de ioni de magneziu din acest mediu este distrus cu eliberarea de hidroxid de magneziu. Când este titrată cu o soluție de Trilon B, schimbarea culorii indicatorului (murexidă) de la liliac la roșu-scrimiu indică legarea completă a ionilor de calciu:

H 2 Ind 3- + Ca 2+ ↔ CaH 2 Ind -;

roșu purpuriu

CaH 2 Ind - + Na 2 H 2 Y ↔ Na 2 CaY + H 2 Ind 3- + 2H +.

Titrarea ionilor de calciu este posibilă cu prezența în comun a ionilor de metale grele în concentrații care nu depășesc valorile: pentru cupru - 0,2 mg/dm 3; zinc, plumb, nichel, mangan, fier, aluminiu - 1 mg / dm 3 și magneziu - 3 mg într-un volum determinat. La concentrații mai mari de ioni de metale grele, la probă se adaugă sulfură de sodiu. Efectul de interferență al ionilor de magneziu este eliminat fie prin reducerea volumului probei prelevate pentru analiză, fie la un conținut ridicat de magneziu (raport Mg:Ca mai mare de 1), prin precipitarea ionilor de magneziu cu o soluție de hidroxid de sodiu având o concentrație de 2. mol/dm 3 (pH 12 - 13) într-un balon măsurat cu o capacitate de 100 cm 3. Pentru a face acest lucru, probele de 20-40 cm 3 sunt diluate cu apă distilată la 90 cm 3 și se adaugă încet soluție de NaOH în picături, se amestecă bine, în timp ce o cantitate mică de ioni de calciu co-precipită cu Mg(OH) 2 . Volumul soluției este adus la semn cu apă distilată, iar după decantarea precipitatului timp de 1,5-2 ore, se ia o alicotă transparentă pentru titrare. Pentru a reduce pierderea de calciu, timpul de decantare nu trebuie să depășească 2 ore.

Progresul definirii. Volumul de probă necesar se măsoară într-un balon conic cu o capacitate de 250 cm 3, ajustat, dacă este necesar, la 100 cm 3 cu apă distilată, 2 cm 3 de soluție de NaOH cu o fracție de masă de 0,08 (8%), 0,1 - Se adaugă murekid 0,2 g de indicator și se titratează lent cu o soluție de Trilon B cu agitare puternică până când culoarea se schimbă de la roșu purpuriu la violet. Repetați titrarea și, dacă discrepanța dintre titrarile paralele nu le depășește pe cele date în tabel. 13.2, se ia ca rezultat valoarea medie a lui Trilon B. În caz contrar, titrarea se repetă până se obține o discrepanță acceptabilă între rezultate.

Calcul. Concentrația de masă și cantitatea de substanță a echivalentului ionilor de calciu din proba de apă analizată se găsesc prin formulele:

Unde m(Ca 2+) - concentrația masică a ionilor de calciu în apă, mg/dm 3;

n(1/2Ca 2+) - cantitatea de echivalent substanță a ionilor de calciu din apă, mmol / dm 3;

c(1/2Na2H2Y) este concentraţia molară a echivalentului Trilon B, mol/dm3;

V(Na 2 H 2 Y) este volumul de soluție Trilon B utilizat pentru titrarea probei, cm 3;

M(1/2Ca 2+) este masa molară a echivalentului ionilor de calciu, mg/mmol;

V- volumul probei de apă prelevat pentru determinare, cm3.

Concentrația masică a ionilor de magneziu în mg/dm 3 din proba de apă analizată este determinată de formula

Unde m(Mg 2+) - concentrația masică a ionilor de magneziu în apă, mg/dm 3;

X- duritatea totală a apei, mmol / dm 3;

n(1/2Ca 2+) - cantitatea de echivalent substanță a ionilor de calciu din apă, mmol / dm 3;

M(1/2Mg 2+) este masa molară a echivalentului Mg 2+, mg/mmol.

Tabelul 13.2

Discrepanțele permise între titrarile paralele în funcție de volumul soluției Trilon B

În conformitate cu GOST R 52029-2003, duritatea apei este exprimată în grade de duritate (ºF).

Gradul de duritate corespunde concentrației elementului alcalino-pământos, numeric egal cu 1/2 din molul acestuia, exprimat în mg/dm 3 (g/m 3).

Duritatea apei W, ºW, cu determinarea cantitativă separată a ionilor elementelor alcalino-pământoase, se calculează prin formula

Unde m(Ca 2+) este masa de calciu din proba de apă, mg/dm 3 ;

m(Mg 2+) - masa de magneziu din proba de apă, mg / dm 3;

M(Ca 2+) este masa molară a calciului, mg/mol;

M(Mg 2+) este masa molară a magneziului, mg/mol.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Hidrochimia

Metodă de determinare a ionilor de calciu și magneziu în apele naturale (determinarea durității totale a apei)

D.Yu. Kovalev

1. Scurtă teorie

2. Prepararea solutiilor

3. Preluarea măsurătorilor

3.1 Metoda titrimetrică

3.2 Metoda cromatografiei cu schimb de ioni

1. Scurtă teorie

Analiza chimică a apei naturale și potabile arată că orice apă nu este o substanță pură cu formula H 2 O, ci un amestec dintr-un număr mare de substanțe.

Numeroase analize ale apelor naturale au arătat că dintre numărul mare de componente dizolvate în acestea, 90% din conținutul de sare este carbonați, hidrocarbonați, cloruri și sulfați de calciu, magneziu și sodiu. O.A. Alekin a propus o clasificare a apelor naturale pe baza rezultatelor analizei lor chimice. După anionul predominant, apele se împart în trei clase: carbonat (hidrocarbonat), clorură și sulfat. După cationul predominant, apele se împart în trei grupe: calciu, magneziu și sodiu.

În apele naturale, ionii de calciu și magneziu sunt prezenți în mod constant, oferind duritatea apei. Sursa pătrunderii lor în apă este dizolvarea gipsului, calcarului și dolomitei, care fac parte din roci. Din punct de vedere sanitar și igienic, ionii de calciu și magneziu nu prezintă un mare pericol, dar duritatea excesivă a apei o face nepotrivită pentru uz casnic, deoarece. scara rezultată dezactivează elementele de încălzire ale sistemelor electrice de încălzire a apei. Duritatea optimă a apei este de până la 7 mg-eq/l.

Pentru determinarea ionilor de calciu și magneziu sunt utilizate două metode:

1. titrimetric

2. Metoda cromatografiei cu schimb de ioni

1. Cea mai precisă și comună metodă de determinare a durității totale este complexometrică, bazată pe formarea de către ionii de Ca 2+ și Mg 2+ a compușilor chelați puternici cu Trilon B. Negrul eriocrom este utilizat ca indicator în determinarea durității totale. În funcție de duritatea totală, concentrația soluției de lucru Trilon B și volumul probei de apă pot fi diferite.

Pentru determinarea calciului în apele naturale se utilizează în principal metoda trilonometrică cu indicatorul murexid.

2. Prepararea solutiilor

Soluție Trilon B cu o concentrație de 0,02 mol/dm 3 echivalent.

O probă de 3,72 g. Trilon B se dizolvă în 1 dm 3 de apă distilată. Concentrația exactă este determinată de o soluție standard de clorură de zinc. Soluția se păstrează într-un recipient de plastic, concentrația acesteia se verifică cel puțin o dată pe lună.

O soluție de clorură de zinc cu o concentrație de 0,02 mol/dm 3 echivalent.

La o scară tehnică se cântăresc aproximativ 0,35 g de zinc metalic, se umezesc cu o cantitate mică de acid clorhidric concentrat și se spală imediat cu apă distilată. Zincul se usucă într-un cuptor la 105°C timp de 1 oră, apoi se răcește și se cântărește pe o balanță analitică.

O porţie de zinc se pune într-un balon cotat cu o capacitate de 500 cm 3 , în care se adaugă mai întâi 10-15 cm 3 de apă distilată şi 1,5 cm 3 de acid clorhidric concentrat. Zincul se dizolvă. După dizolvarea zincului, volumul soluției a fost ajustat la semnul de pe balon cu apă distilată. Calculați concentrația molară a echivalentului unei soluții de clorură de zinc C Zn (1/2 ZnCl 2), mol / dm 3, după formula:

unde m este o probă de zinc metalic, g; 32,69 - echivalent de masă molară de Zn 2+ , g/mol; V este volumul balonului cotat, cm3.

Soluție tampon NH4CI +NH4OH.

Se dizolvă 7,0 g de clorură de amoniu într-un balon cotat cu o capacitate de 500 cm3 în 100 cm3 de apă distilată şi se adaugă 75 cm3 de soluţie concentrată de amoniac. Volumul soluției a fost adus la semn cu apă distilată și amestecat bine. Soluția tampon se păstrează într-un recipient de sticlă sau plastic timp de cel mult 2 luni. Hidroxid de sodiu, 2 mol/dm 3.

40 g hidroxid de sodiu se dizolvă într-un balon cotat cu o capacitate de 500 cm 3 și se aduce soluția la semn cu apă distilată.

Indicator eriocrom negru T.

Se macină într-un mojar 0,25 g negru eriocrom T cu 50 g clorură de sodiu.

Indicator Murexide.

Se macină 0,5 g murexid cu 100 g clorură de sodiu. Este mai bine să nu pregătiți o soluție apoasă, deoarece. Murexida este instabilă în soluție.

Soluție de sulfură de sodiu, 4%.

2 g de sulfură de sodiu se dizolvă în 50 cm 3 de apă distilată. Păstrați într-un recipient de plastic bine închis timp de cel mult o săptămână.

Soluție de clorhidrat de hidroxilamină.

5 g clorhidrat de hidroxilamină se dizolvă în 100 cm 3 de apă distilată. A se păstra nu mai mult de 2 luni.

Stabilirea concentrației exacte a soluției Trilon B.

Într-un balon conic cu o capacitate de 250 cm 3 , se adaugă 10 cm 3 dintr-o soluție de clorură de zinc, se adaugă apă distilată la aproximativ 100 cm 3, 5 cm 3 dintr-o soluție tampon și 10-15 mg de indicator T negru eriocrom. .B până când culoarea se schimbă de la roșu la albastru. Concentrația soluției Trilon B este calculată prin formula:

3. Preluarea măsurătorilor

3.1 Metoda titrimetrică

Determinarea ionilor de calciu și magneziu

Eliminarea ionilor interferenți

Pentru a elimina efectul de interferență al cationilor de fier, zinc, cupru și staniu, la probă se adaugă 0,5 ml de soluție de sulfură de sodiu.

Pentru a elimina efectul de interferență al manganului, la probă se adaugă 0,5 ml de soluție de acid clorhidric de hidroxilamină.

Progresul analizei

v Titrare estimată

Înainte de a efectua o analiză a unei probe de apă cu o valoare necunoscută a durității, se efectuează o titrare estimată. Pentru a face acest lucru, se iau 10 cm 3 de apă, se adaugă 0,5 cm 3 dintr-o soluție tampon, un indicator (eriocrom negru T) și se titează până când culoarea se schimbă de la roșu la albastru. În funcție de cantitatea de Trilon B utilizată, volumul corespunzător de probe de apă este selectat din Tabelul 1.

cromatografie schimbătoare de ioni apă magneziu

v Determinarea cantităţii de calciu şi magneziu

La o probă din volumul necesar (vezi Titrare estimată) 100 cm 3 se adaugă 5 cm 3 tampon, indicator (negru eriocrom T) pe o spatulă. Se titează imediat cu amestecare până când culoarea se schimbă de la roșu vin la albastru.

v Determinarea calciului

La o probă din volumul necesar (vezi Titrare estimată) 100 cm 3 se adaugă 2 cm 3 NaOH (2n) și un indicator (murexid) pe o spatulă. Se titează până când culoarea se schimbă de la roșu la violet. Culoarea soluției trebuie comparată cu culoarea soluției supratratate.

unde Str este concentrația molară a echivalentului trilonului B, mol / dm 3; V "tr - volumul Trilon B, care a mers pentru titrare cu murexid, cm 3 (vezi Determinarea calciului); 20,04 - masa echivalentului de Ca 2+; V proba - volumul probei prelevate pentru analiză, cm 3.

unde Str este concentrația molară a echivalentului trilonului B, mol / dm 3; V tr - volumul de Trilon B, care a mers pentru titrare cu negru eriocrom T, cm 3 (vezi Determinarea cantității de calciu și magneziu); V "tr - volumul de Trilon B, care a mers pentru titrare cu murexid, cm 3 (vezi Determinarea calciului); 12,15 - masa echivalentului de Mg 2+; V probe - volumul probei prelevate pentru analiză, cm 3.

v Determinarea durității totale a apei

Duritatea totală se află după formula:

unde Ctr este concentrația molară a echivalentului trilonului B, mol/dm3; Vtr - volumul soluției Trilon B utilizat pentru titrarea probei, cm3; V probe - volumul probei prelevat pentru analiză, cm 3 .

metoda aditivă. Pentru a determina prin această metodă, se introduce în probă un aditiv egal cu 50-150% (de preferință 100%) din duritatea apei (vezi Determinarea durității totale a apei) GSO 8206-2002.

Apoi se calculează duritatea totală a apei cu aditiv.

A. Rezultatele măsurătorilor obținute în condiții de reproductibilitate pentru proba 1.

Proba 1: oz. Medie, p. Ozernoe, la 85 km de mal, data: 10/1/13, ora: 16:55, t = +3.

Concentrația exactă de Trilon B a fost stabilită: Trilon C = 0,002226 (mol / dm 3). Când se efectuează o titrare de evaluare, volumul de probă necesar corespunde la 100 (mL).

V (a Ca2+ -Mg2+), (ml)	V (Ca 2+), (ml)

A. Rezultatele măsurătorilor folosind metoda de adăugare a probei 1. Duritatea totală a apei: .

Volumul suplimentului:

V (a Ca2+ -Mg2+), (ml)	V (Ca 2+), (ml)

Duritatea totală a apei cu aditiv: .

Verificarea aditivilor:

3.2 Metoda cromatografiei cu schimb de ioni

Eluentul este acidul metansulfonic. Metoda se bazează pe separarea cromatografică a cationilor datorită mobilității diferite a acestora în procesul de migrare printr-o coloană cromatografică ionică, urmată de înregistrarea conductivității electrice a eluatului.

Cromatograful este pregătit pentru funcționare în conformitate cu manualul de utilizare (instrucțiuni), astfel încât la măsurarea soluțiilor de calibrare să se realizeze separarea vârfurilor cationilor analizați cu un factor de separare de cel puțin 1 (apendicele B la GOST R 51392).

Introducerea unei probe în cromatograf și măsurătorile ulterioare ale conductivității electrice a eluatului se efectuează în conformitate cu manualul de utilizare (instrucțiuni). Pe cromatogramele obţinute se identifică cationii conţinuţi în probă după timpul de retenţie al vârfurilor şi se determină zonele vârfurilor fiecărui cation. În funcție de caracteristicile de calibrare obținute, se determină concentrația fiecărui cation din probă.

Rezultatele metodei cromatografiei cu schimb de ioni

Probă fără aditivi			Probă cu aditiv

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Compoziția chimică a apei. Duritatea generală a apei: caracteristici, metode de determinare și efectul durității excesive. Determinarea cantității de ioni de fluor, fier și reziduu uscat într-o probă de apă. Influența poluării tehnologice asupra compoziției apelor naturale.

lucrare stiintifica, adaugata 26.10.2011


Compuși de magneziu, calciu și bariu ca medicamente. Modificări în grupul razelor atomice și ionice, potențial de ionizare. Reacții calitative la ionii de magneziu, calciu, stronțiu. Rolul biologic al magneziului și calciului, importanța pentru organism.

rezumat, adăugat 14.04.2015


Ordinea și etapele analizei a patru soluții necunoscute pe baza reacțiilor caracteristice. Determinarea rolului și importanței elementelor chimice în organism: sodiu, bariu, calciu, plumb, magneziu, crom, mangan și mercur, natura efectului asupra omului.

lucrare practica, adaugata 04.11.2012


Metode de determinare a ionului clorat. Metoda titrimetrică, spectrofotometrică, cromatografică, potențiometrică, polarografică, amperometrică. Sensibilitatea metodei, ion clorat în apa râului. Poluarea cu clorați a rezervoarelor naturale.

lucrare de termen, adăugată 16.06.2017


Proprietățile apei și metodele de înmuiere a acesteia. Cerințe privind duritatea apei consumate în producția de căldură și energie electrică. Fundamente teoretice și metode de determinare a durității apei prin metoda complexometrică. Prelevare de probe, reactivi, determinare.

lucrare de termen, adăugată 10.07.2009


Dezvoltarea și aprobarea unei metode titrimetrice simplu de executat pentru determinarea ionilor de clorat în apele naturale, care face posibilă determinarea concentrației acestora la nivelul concentrațiilor maxime admise. Selectivitatea și caracteristicile metrologice ale acestuia.

teză, adăugată 26.07.2017


Indicatori condiționali ai calității apei potabile. Determinarea substanțelor organice în ioni de apă, cupru și plumb. Metode de eliminare a durității apei. Metode de purificare a apei. Prepararea unei soluții de lucru de sulfat de potasiu. Purificarea apei prin congelare parțială.

lucrare practica, adaugata 12.03.2010


Analiza unei substanțe efectuată în soluții chimice. Condiții pentru efectuarea reacțiilor analitice. Analiză sistematică și fracțională. Reacții analitice ale ionilor de aluminiu, crom, zinc, staniu, arsenic. Cursul sistematic al analizei cationilor din grupa a patra.

rezumat, adăugat 22.04.2012


Caracteristicile fizico-chimice ale aluminiului. Metoda de determinare a cuprului (II) prin metoda iodometrică și a aluminiului (III) prin metoda complexometrică. Echipamente și reactivi utilizați pentru aceasta. Determinarea analitică a ionilor de aluminiu (III) și cupru (II).

lucrare de termen, adăugată 28.07.2009


Metode instrumentale de rezolvare a problemelor de analiză chimică. Determinarea ionilor Zn2+, Fe3+, Na+: rodanil, metode fotometrice la flacără; titrare potențiometrică, conductometrică; analiză luminiscentă. Determinarea nefelometrică a ionilor de Cl.