Розрахувати рН, рОН. Водного розчину згідно вашого варіанту та вказати реакцію середовища.
| Варіант | [Н+] | [ОН-] | pH | рОН | Кисле, нейтральнее, лужне середовище |
| 8,91•10-2 | |||||
| 6,9•10-12 | |||||
| 5,62•10-3 | |||||
| 4,8 •10-8 | |||||
| 3,09•10-4 | |||||
| 5,8 •10-9 | |||||
| 7,76•10-6 | |||||
| 2,3•10-6 | |||||
| 8,91•10-7 | |||||
| 3,98•10-8 | |||||
| 2,9•10-8 | |||||
| 7,59•10-9 | |||||
| 1,9•10-9 | |||||
| 3,02•10-11 | |||||
| 3,2•10-10 | |||||
| 2,69•10-11 | |||||
| 1, 25•10-7 | |||||
| 4,47•10-12 | |||||
| 1,47•10-1 | |||||
| 4,7•10-2 |
Лабораторна робота № 10
Тема: Класифікація природних вод за хімічним складом і величиною мінералізації
Мета роботи:ознайомитися з прийомами, що наочно виявляють хімічні властивості і особливості складу води.
Знати:графічні способи відображення даних про хімічний склад води.
Вміти:користуватися різними методами й прийомами класифікації природної води за хімічним складом.
Теоретична частина
Визначення Натрія і Калія розрахунковим методом
Пряме визначення йонів лужних металів хімічними методами займає багато часу та вимагає дефіцитних реактивів. Якщо не можна провести полум'яфотометричне визначення, проводять спрощене визначення розрахунковим методм. Для цього необхідно визначити молярну концентрацію еквіваленту аніонів та катіонів досліджуваної води.
Під час розрахунку концентрації йонів Натрія і Калія необхідно враховувати вміст усіх йонів, концентрація яких перевищує 0,01 ммоль/л. Для цього дані хімічного аналізу заносять в таблицю 4.
Таблиця 4 . Хімічний аналіз води
| Аніони | Концентрація | Катіони | Концентрація | ||
| ммоль/л | Мг/л | ммоль/л | мг/л | ||
| НСО3- | Са2+ | ||||
| СО32- | Mg2+ | ||||
| СІ- | NН4+ | ||||
| SО42- | Fe3+ | ||||
| ∑ | ∑ |
Сумарну молярну концентрацію еквівалентів йонів Натрію і Калію в ммоль/л обчислюють за формулою:
∑С(К++Na+) = ∑С(аніонів) - ∑С(катіонів),
де ∑С(К++Na+) – сумарна молярна концентрація еквівалентів К++Na+, ммоль/л;
∑С(аніонів) – сума молярних концентрацій еквівалентів всіх визначених у воді аніонів, ммоль/л;
∑С(катіонів) - сума молярних концентрацій еквівалентів всіх визначених у воді катіонів, ммоль/л.
Масову концентрацію йонів Натрію і Калію в мг/л обчислюють за формулою:
ρ(К++Na+) = С(К++Na+) ·25,
де ρ(К++Na+) – масова концентрація йонів Натрію і Калію, мг/л;
∑С(К++Na+) – сумарна молярна концентрація еквівалентів К++Na+, ммоль/л;
25 – усереднена молярна маса еквівалентів йонів Натрію і Калію, г/моль.
Визначення загальної мінералізації води
Загальна мінералізація води визначається сумою йонів в мг/л або в г/л; солоних вод та розсолів в г/л або % (маса речовини в 1 кг розчину).
Дуже мала мінералізація (до 100 мг/л) погіршує якість води, а вода, що позбавлена солей, взагалі вважається шкідливою, тому що вона знижує осмотичний тиск всередині клітини.
Загальну мінералізацію можна визначити електрометричним (за допомогою солемірів) і оптичними (за допомогою інтерферометра) способами, але в силу своєї громіздкості та складності, широкого розповсюдження вони не отримали.
Найбільш розповсюдженим методом є математичний, заснований на знаходженні суми йонів, знайдених у результаті аналізу води (табл.4).
Загальну мінералізацію в мг/л обчислюють за формулою:
∑u = ∑к + ∑а,
де ∑u – загальна мінералізація, сума йонів, мг/л;
∑к – сума катіонів, мг/л;
∑а - сума аніонів, мг/л.
Таблиця 5. Градація природних вод за загальною мінералізацією
| Вода | Характеристика | Загальна мінералізація, мг/л |
| Ультрапрісна | Звичайно гідрокарбонатна | |
| Прісна | Звичайно гідрокарбонатна | 200-500 |
| З підвищеною мінералізацією | Гідрокарбонатно-сульфатна | 500-1000 |
| Солонувата та солона | Сульфатно-хлоридна | 300-10000 |
| З підвищеною солоністю | Переважно хлоридна | 10000-35000 |
| Перехідна до розсолу (з морською солоністю) | Хлоридна | 35000-50000 |
| Розсоли | Хлориди | 50000-400000 |
Графічне зображення даних про хімічний склад води
Серед багатьох графічних способів, які запропоновані для зображення складу природної води, найбільш розповсюджений графік Роджерса. За Роджерсом, аналіз води відображується у вигляді двох вертикальних або горизонтальних стовпчиків, на один із яких нанесений в масштабі %-ммоль аніонів, а на другий %-ммоль катіонів в послідовності, так званої реакційності: HCО3-, SO42-,Cl- та Ca2+, Mg2+, Na+.
| Аніони | Вміст | Катіони | Вміст | ||
| ммоль/л | %-ммоль | ммоль/л | %-ммоль | ||
| HCО3- | Ca2+ | ||||
| SO42- | Mg2+ | ||||
| Cl- | Na+ | ||||
| 100% | 100% |
Проектування величин %-ммоль катіонів на стовпчик аніонів вказує на наявність солей, розчинених у воді.
| Ca2+ | Mg2+ | Na+ | ||
| Сa(HCО3)2 | Mg(HCО3)2 | MgSO4 | Na2SO4 | NaCl |
| HCО3- | SO42- | Cl- | ||
Рис. 4. Склад йонів природних вод за принципом комбінування йонів в гіпотетичні солі (графік Роджерса)
Класифікація вод за хімічним складом
Найбільш прийнятною для поверхневих вод є класифікація О.О. Альокіна, в основу якої покладено два принципа: переважаючих йонів і співвідношення між ними. Переважаючими вважаються йони з найбільшим відносним вмістом у відсотках із перерахуванням на кількість речовини еквівалента.
Усі природні води за переважаючим аніоном поділяються на три класи:
1) гідрокарбонатних вод (С);
2) сульфатних вод (S);
3) хлоридних вод (СІ).
Кожний клас поділяється за переважаючим катіоном на три групи: кальцієву, магнієву, натрієву. Кожна група, в свою чергу, поділяється на чотири типи вод, які визначаються співвідношенням між йонами в еквівалентах:
перший тип: HCO3- > Са2+ + Мg2+;
другий тип: HCO3- < Са2+ + Мg2+ < HCO3- + SO42-;
третій тип: HCO3- + SO42- < Са2+ + Мg2+ , або Cl- > Nа+;
четвертий тип: HCO3- = 0
Хід роботи
1. Визначити вміст йонів Натрія і Калія у воді розрахунковим методом.
2. За результатами досліджень визначити мінералізацію природної води. Зробити висновки щодо мінералізації природної води згідно табл. 5.
3. За допомогою графічного способу (графіка Роджерса) відобразити склад природної води.
4. Вивести формулу природної води за О.О. Альокіним.
5. Скласти формулу Курлова для вашого зразка води.
Контрольні питання до самопідготовки
1. Охарактеризуйте міграційну здатність йону Натрію.
2. Охарактеризуйте міграційну здатність йону Калію.
3. Які є джерела надходження калію й натрію у природні води?
4. Які показники концентрацій калію й натрію у природних водах?
5. Охарактеризуйте загальну мінералізацію води для прісних й солонуватих водойм.
6. Який існує розподіл природних вод за хімічним складом по Альокіну О.О.?
7. Прісні води мають мінералізацію:
а) до 1,0 г/дм3; б) 1,0 – 3,0 г/дм3;
в) 3,0 – 15,0 г/дм3; г) 15,0 – 35 г/дм3.
8. Вода сульфатного класу, магнієвої групи, третього типу позначається символом:
а) 
; б) 
; в) 
.
9. Символом 
позначається вода з такими характеристиками:
а) гідрокарбонатний клас, кальцієва група, перший тип;
б) сульфатний клас, натрієва група, третій тип;
в) хлорид ний клас, натрієва група, третій тип;
г) гідрокарбонатний клас, натрієва група, третій тип.
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Ивлев А.М. Биогеохимия. –М.: Высш. шк., 1986. – 126 с.
2. Алекин О.А. Основы гидрохимии. – Л .: Гидрометиздат, 1970. – 442 с.
3. Никаноров А.М. Гидрохимия. – Л.: Гидрометиздат, 1989. – 350 с.
4. Горєв Л.М., Пелешенко В.И. Методика гидрохимических исследований. К.: Вища шк..,1995. – 212 с.
5. Горєв Л.М., Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Гідрохімія України. – К.: Вища шк..,1995. – 307 с.
6. Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Загальна гідрохімія: Підручник. – К.: Либідь, 1997. – 384 с.
7. Коростелев П.П. Приготовление растворов для химико-аналитических работ. – М.: Химия, 1964. – 315 с.
8. Лурье Ю.Ю, Унифицированные методы анализа вод. – М.: Химия, 1973. – 448 с.
9. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных вод. – М.: Химия, 1974. – 400 с.
10. Кульский Л.А., Накорчевская В.Ф. Химия воды. Физико-химические процессы обработки природных и сточных вод. -К.: Вища шк..,1983. – 334с.
11. Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Методи визначення хімічного складу природних вод. – К.: ВПЦ «Київ. Ун-т». 1993. – 97 с.
12. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия. – Л.: Недра, 1975. – 207 с.
Зміст
| Вступ | |
| Загальні рекомендації до виконання лабораторних робіт | |
| Лабораторна робота № 1 Методи відбору проб води. Органолептична оцінка води. | |
| Лабораторна робота № 2 Розчинений кисень як показник екологічного стану водойм. | |
| Багатоваріантні задачі до теми «Газові закони» | |
| Лабораторна робота № 3 Визначення лужності та вмісту гідракарбонат і карбонат йонів. | |
| Лабораторна робота № 4 Визначення хлоридів (метод Мора) | |
| Багатоваріантні задачі до теми «Добуток розчинності» | |
| Лабораторна робота № 5 Визначення твердості води та йонів Кальцію та Магнію | |
| Багатоваріантні задачі до теми «Твердість води» | |
| Лабораторна робота № 6 Визначення сульфат-йонів у воді | |
| Лабораторна робота № 7 Біогенні елементи. Визначення вмісту аміачного азоту, нітратів і фосфатів у воді | |
| Лабораторна робота № 8 Вміст органолептичних речовин у водному середовищі та їх значення. Визначення перманганатної окиснюваності води. | |
| Лабораторна робота № 9 Визначення кислотності води | |
| Багатоваріантні задачі до теми «Водневий показник» | |
| Лабораторна робота № 10 Класифікація природних вод за хімічним складомі величиною мінералізації | |
| Список рекомендованої літературилітератури |
Надруковано у редакційно-видавничому центрі “Колос”
Херсонського державного аграрного університету.
73000, Україна, м. Херсон,
вул. Р. Люксембург, 23
Дата: 2016-10-02, просмотров: 200.
