Бібліотека - Хімія - Хімія води і мікробіологія. Вправи і методичні вказівки (КНУБА)

11. Перевірити розрахунком правильність аналітичного визначення загаль-ної жорсткості за даними табл. 1.1.

12. Встановити можливість контролю аналітичного визначення рН обрахун-ком його за вмістом гідрокарбонат-іона і діоксиду вуглецю (ІV). Обрахунок рН провести за даними табл. 1.1, користуючись номограмою ( див. рис. 1.2 ).

Рис.1.2. Номограма для визначення рН
 
Ca2+
Mg2+ Na+ масштаб

HCO3-
SO42- Cl-
1 ммоль/дм3
Ca2+
Mg2+ Na+ ( 1 мг-екв/дм3 )

HCO3- SO42- Cl-

Ca2+
Mg2+ Na++K+

HCO3- SO42- Cl-

Ca2+
Mg2+ Na+ K+

HCO3- SO42- Cl-

Ca2+
Mg2+ Na+

HCO3- SO42- Cl-

Ca2+
Mg2+ Na+ K+

HCO3- SO42- Cl-

Fe2+
Ca2+ Mg2+ Na++K+

HCO3- SO42- Cl-

Fe2+
Ca2+ Mg2+ Na+

HCO3- SO42- Cl-

Ca2+
Mg2+ Na+

HCO3- SO42- Cl-

Рис.1.3. Діаграми гіпотетичного складу солей у воді

Таблиця 1.1

Домішки води
Концентрації домішок, мг/дм3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Na+ 18.4 20.7 34.5 16.1 25.3 4.6 23.7 36.6 17.5 77.1 19.1 21.2
K+ 16.1 17.6 29.3 21.5 21.1 6.3 25.4 35.2 19.6 14.4 22.8 15.3
Ca2+ 90.3 90.4 47.1 54.9 53.1 58.9 43.3 32.3 56.9 233.0 125.0 95.8
Mg2+ 22.6 22.6 14.2 13.1 13.0 13.7 13.2 15.4 23.8 32.4 26.2 18.1
Fe2+ 1.8 1.9 1.4 1.5 1.4 1.8 1.8 2.2 1.5 – 2.2 1.1
Fe3+ 0.2 0.12 0.12 0.14 0.24 0.08 – – 0.72 – 0.11 1.12
Mn2+ 0.13 0.12 0.07 0.1 0.08 0.09 0.07 0.08 0.08 – 0.05 0.09
NH4+ 1.9 1.8 2.3 1.1 1.2 1.1 1.4 1.5 1.5 – 1.15 2.1
Cl- 2.2 2.5 3.6 3.0 3.6 2.0 2.8 14.2 6.7 66.8 11.5 98.1
SO42- 36.0 36.5 23.5 10.0 15.5 – – 5.2 13.0 420.2 50.1 49.5
HCO3- 408.8 414.9 311.2 280.7 292.9 256.3 292.8 311.2 335.6 386.1 450.6 205.6
SiO32- 20.7 20.4 20.0 22.6 20.6 23.4 21.4 21.4 21.4 – 20.1 13.8
NO3- – – – – – – – – – 104.5 – 17.8
щільний залишок 426.6 432.8 363.9 322.5 328.9 262.7 316.7 356.3 347.7 1218.3 515.1 480.4
рН 7.3 7.3 7.4 7.3 7.3 7.2 7.5 7.4 7.2 – 7.6 7.0
СО2 46.0 44.0 29.0 40.0 38.0 39.0 24.0 25.0 42.0 – 27.0 45.0
окиснюваність,мгО2/дм3 1.2 1.7 1.7 2.7 1.9 2.1 1.6 1.6 1.5 1.8 1.5 1.2
жорсткість заг., мг-екв/дм3 6.4 6.4 3.5 3.8 3.7 4.1 3.3 3.2 4.8 14,3 8.4 6.3
Закінчення табл.1.1 на ст.14

Закінчення табл.1.1

Домішки води

Концентрації домішок, мг/дм3

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Na+ 40.8 12.7 15.6 12.2 45.6 26.7 35.1 18.5 23.2 56.1 33.4 17.6 28.7 18.9
K+ 32.1 18.1 10.1 30.8 12.1 13.8 21.2 28.3 29.4 15.7 28.3 23.5 25.8 35.6
Ca2+ 88.6 185.1 138.4 75.8 65.4 112.3 35.1 24.8 56.5 42.1 78.4 95.8 45.6 112.0
Mg2+ 33.2 68.1 48.1 60.5 32.1 67.8 26.8 15.6 38.1 10.5 25.8 15.3 38.5 85.6
Fe2+ 2.1 2.2 0.9 1.5 1.9 1.2 0.9 0.2 2.0 1.4 1.0 0.9 1.1 1.1
Fe3+ 0.6 1.0 1.1 0.9 1.8 1.1 0.96 0.08 1.51 0.35 0.54 0.05 0.31 0.55
Mn2+ 0.1 0.1 0.08 0.12 0.02 0.1 0.09 0.06 0.12 0.04 0.11 0.93 0.80 0.13
NH4+ 0.8 0.9 0.7 1.2 1.12 0.8 1.2 0.9 1.1 0.4 0.9 0.8 0.9 0.9
Cl- 22.6 16.5 18.2 90.5 76.4 15.5 17.1 45.1 28.6 58.4 89.3 68.1 56.5 125.1
SO42- 125.2 360.1 65.4 28.4 99.4 102.4 21.1 24.2 68.6 42.4 60.8 95.8 48.5 116.1
HCO3- 380.8 412.6 640.2 350.4 212.4 325.4 310.2 118.2 308.4 180.2 270.2 202.3 244.4 440.4
SiO32- 10.5 32.8 11.6 41.2 25.4 30.8 20.5 15.6 24.8 12.1 20.5 12.5 26.1 21.1
NO3- – 25.5 – 16.0 – – 38.1 – – – 12.2 – 15.0 82.2
щільний залишок 560.5 1002.1 670.3 540.4 472.1 698.5 395.1 245.2 437.8 345.4 495.5 440.4 400.3 820.8
рН 7.4 7.3 7.9 7.3 7.1 7.2 7.2 6.9 7.4 7.1 7.16 7.05 7.6 7.5
СО2 40.0 45.0 20.0 38.0 42.0 51.0 48.0 36.0 30.0 32.0 45.0 43.0 13.0 32.0
окиснюваність, мгО2/дм3 1.8 3.1 2.8 1.6 1.6 2.3 1.1 1.1 2.4 1.9 2.2 1.9 2.1 1.1
жорсткість заг.,
мг-екв/дм3 7.2 14.9 10.9 8.7 5.8 11.2 4.1 2.5 6.0 3.1 6.1 6.1 5.5 12.8

1.3. Розрахунки для побудови градуювальної кривої

При визначенні вмісту домішки у воді колориметричним методом попередньо будують градуювальну криву. Для цього готують серію стандартних розчинів, тобто розчинів з точно відомою концентрацією визначуваної домішки. Від вірності розрахунків і приготування стандартних розчинів залежить точність визначення концентрації цієї домішки у воді. Розглянемо порядок розрахунків на прикладі визначення кремнієвої кислоти у воді.
А. Для побудови градуювальної кривої спочатку готують основний стандартний розчин: зважують 0,25 г Na2SiF6 і розчиняють його в дистильованій воді, доводячи об’єм розчину до 1 дм3. В результаті гідролізу у розчині формується Na2SiO3, який дисоціює у воді з утворенням іонів SiO32-:
Na2SiF6 + 3H2O =2Na+ + SiO32-+ 6HF.
Це рівняння дає можливість, склавши пропорцію, визначити вміст SiO32- у 1 дм3основного стандартного розчину:
Na2SiF6 SiO32-
M(X) = 188 M(X) = 76
0.25 x
C(M)OСН= 0.1г/дм3 (мг/см3)

Б. Наступна операція – приготування робочого стандартного розчину: 10 см3 основного стандартного розчину розводять до 100 см3 дистильованою во-дою. Концентрація SiO32- у робочому стандартному розчині
С(М)PОБ = 0,1х10/100 = 0,01г/дм3 ( мг/см3).
В. Із робочого стандартного розчину готують серію стандартних розчинів: в мірні колби об’ємом 50 см3 вносять піпеткою 0; 1; 2; 3; 5; 10; 20 см3 робочого стандартного розчину VРОБ і доводять об'єм до 50 см3 дистильованою водою. Визначають кількість SiO32- ( мг ) в цих колбах.
Г. Визначають концентрацію SiO32-( мг/дм3 ) в мірних колбах серії стандартних розчинів.
Результати заносять в таблицю 1.2.
Таблиця. 1.2
№ колби VРОБ, см3 Кільк. SiO32-,мг [SiO32-], мг/дм3

1
2
3

ЗАДАЧІ

13. Провести розрахунки для побудови градуювальної кривої при визначенні вмісту домішки у воді фотоколориметричним методом.
А. Визначити кількість ( г ) вихідного реактиву, необхідну для отримання 1 дм3 основного стандартного розчину концентрацією С(М)ОСН, мг/см3.
Б. Визначити кількість ( см3 ) основного стандартного розчину, яку необ-хідно розвести дистильованою водою для отримання 100 см3 робочого стандартного розчину концентрацією С(М)РОБ, мг/см3.
В. Визначити концентрації домішки у мірних колбах ємністю VK см3 серії стандартних розчинів, в які внесено піпеткою робочого стандартного розчину VРОБ, см3, і занести дані у таблицю за формою табл.1.2.

Таблиця 1.3

Вар.
Домішка
Реактив
С(М)ОСН, мг/см3
С(М)РОБ, мг/см3
VK, cм3
VРОБ, cм3
1 2 3 4 5 6 7
1 PO43- KH2PO4 0.5 0.05 100 0.0;0.25;0.5;1.0;
1.5; 2.0
2 NH4+ NH4Cl 0.1 0.005 50 0.0; 0.5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0
3 F- NaF 0.1 0.005 100 0.0; 1.0; 3.0; 5.0; 10.0; 15.0
4 K+ KCl 1.0 0.1 10 0.0; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0
5 I- KI 0.2 0.001 100 0.0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0
6 NO3- KNO3 0.1 0.01 10 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 5.0
7 NO2- NaNO2 0.1 0.005 50 0.0; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0
8 K+ KCl 2.0 0.5 10 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
9 NH4+ NH4Cl 1.0 0.01 50 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
10 F- NaF 0.05 0.005 100 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
11 PO43- KH2PO4 0.1 0.01 100 0.0; 0.5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0
12 I- KI 0.1 0.001 100 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
13 NO3- KNO3 0.5 0.05 10 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
14 PO43- KH2PO4 1.0 0.05 100 0.0; 0.5; 2.5; 5.0; 7.5; 10.0
15 F- NaF 0.5 0.01 100 0.0; 1.0; 2.0; 5.0; 7.5; 10.0
16 NO2- NaNO2 0.05 0.005 50 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5
Закінчення табл.1.3 на ст. 17
Закінчення табл.1.3
1 2 3 4 5 6 7
17 NH4+ NH4Cl 0.05 0.01 50 0.0; 0.5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0
18 NO3- KNO3 1.0 0.01 10 0.0; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0
19 I- KI 1.0 0.01 100 0.0; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0
20 NO2- NaNO2 1.0 0.01 50 0.0; 0.25; 0.5; 0.75; 1.0; 1.25

2. ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ

Якість води визначається складом, концентрацією і властивостями домішок, які в ній містяться. Вимоги до якості води залежать від її призначення: питна вода, вода для промислового чи сільськогосподарського виробництва та ін.
Якість питної води в Україні регламентується Державними санітарними правилами і нормами “Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води центра-лізованого господарсько-питного водопостачання” ( ДСанПіН ), які затверджені 1996 року. ДСанПіН встановлюють такі вимоги до питної води, які гарантують її безпеку для здоров’я людини і сприятливі органолептичні властивості
Гігієнічні вимоги, що визначають придатність води для питних цілей, включають:
• безпеку в епідемічному відношенні;
• нешкідливість хімічного складу;
• сприятливі органолептичні властивості;
• радіаційну безпеку.
Безпека питної води в епідемічному відношенні визначається показниками, що характеризують відсутність в ній небезпечних для здоров’я споживачів бактерій, вірусів, інших біологічних включень.
Нешкідливість хімічного складу питної води визначається токсикологічними показниками, які характеризують відсутність у ній небезпечних для здоров’я речовин, що зустрічаються у природних водах, з’являються внаслідок забруднення вододжерел або у процесі водообробки.
Сприятливі органолептичні властивості питної води визначаються сукупністю органолептичних показників якості, а також вмістом у воді компонентів, які впливають на них.
Радіаційна безпека питної води визначається за гранично допустимими рівнями сумарної об’ємної активності  – та  – випромінювачів.
В табл. 2.1 наведені нормативи якості питної води, що встановлені ДСанПіН України та Всесвітньою організацією охорони здоров’я ( ВООЗ ).

Таблиця 2.1
Нормативи для питної води

Показник Одиниця вимірювання Норматив
Примітка
ДСанПіН ВООЗ
1 2 3 4 5

Мікробіологічні показники
Число бактерій в 1 см3 води, що досліджується (ЗМЧ) од./см3 не більше 100 --
Число бактерій групи кишкових паличок ( коліформних мікроорганізмів ) в 1 дм3 води, що досліджується ( індекс БГКП ) од./дм3 не більше 3 --
Число термотолерантних і інших коліформ в 100 см3 води, що досліджується од./100см3 відсутність відсутність У крупних системах не повинні визначатись в 95% проб на протязі року
Число патогенних мікроорганізмів в 1дм3 води, що досліджується од./дм3 відсутність --
Число коліфагів в 1 дм3 води, що досліджується од./дм3 відсутність --

Паразитологічні показники
Число патогенних кишкових найпростіших у 25 дм3 води, що досліджується од./25дм3 відсутність --
Число кишкових гельмінтів у 25 дм 3 води, що досліджується ( клітини, яйця, личинки ) од./25дм3 відсутність --
Продовження табл.2.1 на ст. 19

Продовження табл. 2.1
1 2 3 4 5
Токсикологічні показники1
1.Неорганічні компоненти.
Барій
Берилій
Бор
Ванадій
Вольфрам
Кадмій
Кобальт
Літій
Марганець
Мідь
Молібден
Миш’як
Нікель
Нітрати
Нітрити
Ртуть загальна
Роданід
Свинець
Селен
Сурма
Талій
Телур
Титан
Уран
Фероцианід
Фтор
Хром
Цианід мг/дм3