Poljoprivredno hemijska kola: ''Dr ore Radi''

MATURSKI RAD

Tema: ISPITIVANJE VODEPROFESOR:UENIK:

Miroslava StoloviJovana Nikoli IV-4

Jun 2008.Kraljevo

Sadraj:*Teorijski deoUvod1

Uzimanje uzorka za hemijsku analizu2Suvi ostatak4pH-vrednost7Aciditet10Tvrdoa vode12*Praktini deo

Odreivanje karbonatne tvrdoe14Odreivanje ukupne tvrdoe15Ispitivanje vode - uvodPrirodne vode mogu biti: atmosferska (meteorska), izvorska, bunarska, rena, jezerska i morska. Atmosferska voda je najistija prirodna voda. Ona sadri rastvorene gasove koje apsorbuje iz vazduha: kiseonik, azot, ugljen-dioksid, amonijak, a u industrijskim oblastima jo sumpor dioksid, vodonik-sulfid, a i prainu. Izvorska i bunarska voda su bogate rastvorenim materijama. One u zavisnosti od zemljita kroz koje se procede sadre kalcijum i magnezijum-bikarbonat, koji ine prolaznu tvrdou i kalcijum i magnezijum-hlorid i sulfat koji ine sastojke stalne tvrdoe. Pored ovih soli, vode mogu sadravati soli natrijuma i u manjoj meri gvoa i mangana. S obzirom da su sve ove soli u vodi jonizovane, kae se da prirodna voda sadri katjone: Ca, Mg, Na, Fe, Mn i anjone:HCO, CO, Cl, SO. Mineralne vode sadre jo u veoj koliini navedene jone, ali i neke druge, npr. sulfid-jone i druge. Pored toga one sadre esto vee koliine slobodnog ugljen-dioksida. Rene vode su siromanije rastvorenim materijama usled njihovog taloenja sastojcima renog korita, gubitka ugljen-dioksida i razblaenja padavinama. Meutim, one sadre manje ili vee koliine suspendovanih ili koloidno rastvorenih materija. Od suspendovanih materija najei su pesak i glina, a od koloidnih silicijum-dioksid, silikati, soli huminskih kiselina i dr. Voda za pie moe sadravati pored navedenih soli jo i druge sastojke koji se dodaju iz posebnih razloga, npr. fluorid-jone.

Pregled vode obavlja se: fizikim, hemijskim, bakteriolokim i biolokim postupcima ispitivanja. Fiziko ispitivanje obuhvata: merenje temperature, odre-ivanje boje, providnosti, mutnoe, gustine, specifine provodljivosti, mirisa i ukusa, a hemijsko ispitivanje se sastoji iz odreivanja suvog ostatka, gubitka arenjem, pH-vrednosti, alkaliteta, aciditeta, slobodne ugljene kiseline, prolazne i ukupne tvrdoe, hlorida, aktivnog hlora, potronje hlora, fluorida, sulfata, nitrata, nitrita, amonijum-jona, albuminoidnog azota, kalcijuma, magnezijuma, gvoa, mangana, jona drugih metala, kiseonika, biohemijske potronje kiseonika posle pet dana (BPK ), hemijske potronje kiseonika (HPK), utroka kalijum-permanganata i relativne stabilnosti. Pored ovih mogu se ispitivati i mnogi drugi sastojci vode, zavisno od upotrebe vode. Kod industrijskih otpadnih voda odreuju se oni sastojci koji su karakteristini za dotinu industriju (npr. fenol, deterdenti, ulja i masti, hrom, bakar itd).

Pored prirodnih voda, ispituju se i otpadne vode. To su vode zagaene otpacima iz industrije i domainstva.

Obim ispitivanja vode zavisi od prirode vode i svrhe za koju je namenjena. Ispitivanje treba da se ogranii na sastojke koji utiu na odreenu namenu. Prema nameni razlikuju se voda za: pie, napajanje kotlova, spravljanje betona, hlaenje, ispiranje itd.Uzimanje uzorka vode za hemijsku analizuPri uzimanju uzorka za analizu mora se voditi rauna da on daje pravu sliku o vodi koja se ispituje. Zato se i govori o reprezentativnom uzorku. Ovakav uzorak se moe dobiti meanjem uzoraka prikupljenih u toku odreenih vremenskih intervala ili sa raznih mesta. Ponekad je bolje analizirati vei broj posebno uzetih uzoraka nego njihovu smeu.

Posebnu tekou pri analizi vode predstavlja prisustvo mutnoe. U tom sluaju suspendovane materije treba pre analize odvojiti odlivanjem bistrog dela uzorka, ili pomou centrifuge ili ceenjem. I, pored toga, rastvor moe ostati slabo zamuen, tj. moe postojati opalescencija. Ukoliko ovakvo zamuenje nije smetnja, analiza se moe izvriti. Prisustvo opalescencije je nepoeljno pri kolorimetrijskom odreivanju pa se mora izvriti odgovarajua popravka ili odabrati neki drugi postupak.

Voda se sipa u iste boce od stakla ili polietilena, koje su pre punjenja isprane 2-3 puta vodom od uzorka. Boce se zatvaraju plutanim ili staklenim zapuaem. Da bi se izbegla zabuna, na svim bocama moraju biti natpisi sa podacima o vrsti vode, mestu, vremenu, temperaturi vode, temperaturi vazduha i lica koje je uzelo uzorak. Za analizu je najee dovoljno uzeti uzorak od 2 litra vode. Uzimanje uzoraka vri se na sledei nain:

1. Iz vodovoda ili pumpe voda se uzima stavljanjem boce pod mlaz, posto je prethodno isticala 10 minuta.

2. Sa izvora voda se uzima stavljanjem boce pod mlaz.

3. Vodu iz bunarskih pumpi treba pumpati oko 10 minuta, ali ne suvie jako da ne bi dolo do zamuenja.

4. Iz povrinskih voda (reka, potoka i dr.) voda se uzima na priblino 15cm ispod povrine i na sredini struje ime se izbegava prljanje vode muljem i neistoama koje plivaju po povrini. Pri tom bocu treba okrenuti prema struji. Ovde treba naglasiti da se koncentracija sastojaka u uzorku vode moe razlikovati, zavisno od toga, da li je uzorak uzet blie ili dalje od obale, kao i da li je uzet na veoj ili manjoj dubini. Zato je najbolje uzeti uzorak na sredini struje sa raznih dubina.

Ako se odreuju rastvoreni gasovi u uzorku (npr. kiseonik, hlor, itd.), onda postoje posebni propisi kako uzorak treba uzeti.

U pogledu vremena koje je dozvoljeno da protekne od uzimanja uzorka do njegove analize vazi opte pravilo-da bude sto je mogue krae. Meutim neka ispitivanja (npr, temperature, pH, rastvorenih gasova itd.) treba izvriti na licu mesta. Uzorak zagaene vode mora se analizirati u toku 12 sati, slabo zagaene do 48 sati, a nezagaene do 72 sata. Pri tome uzorak treba uvati u tamnom prostoru i na temperaturi 3 4 0C, da bi se izbegle promene koje nastaju usled aktivnosti prisutnih organizama. Sadraj nekih katjona, npr. aluminijuma, kadmijuna, hroma, bakra, gvoa, olova, mangana i cinka, moe se stajanjem vode u staklenim sudovima smanjiti usled apsorpcije i jonske izmene na zidovima suda. Da bi se izbegle ove pojave, pribegava se konzervaciji uzorka. To se u sluaju navedenih katjona postie dodatkom koncentrovane hlorovodonine ili azotne kiseline do pH 3,5. Prirodna, a jo vie zagaena voda predstavljaju pokretljiv sistem, koji moe sadravati istovremeno i oksidacione (kiseonik) i redukcione (sulfid-, sulfit-, jodid-, cijanid-, fero- jon) supstance, koje zavisno od koncentracije reaguju posle kraceg ili duzeg vremena. Pored toga, ove vode mogu sadravati supstance koje se stajanjem mogu istaloiti usled oksidacije (npr. fero- ili mangano-bikarbonat). Aktivnost mikroorganizama pri stajanju vode moe prouzrokovati promenu odnosa pojedinih jona u vodi (npr. nitrata, nitrita, i amonijuma). pri uzimanju i uvanju uzoraka vode o ovim pojavama mora se uvek voditi rauna.

Suvi ostatakVode koje sadre mnogo suvog ostatka nemaju dobar ukus, nisu pogodne ni za primenu u industriji, naroito ako se koriste za napajanje kotlova, za hlaenje ili kao sredina u kojoj se vre reakcije. Voda za pie treba da sadri manje od 500 mg/dm suvog ostatka.

Odreivanjem suvog ostatka moe se pretpostaviti koliina vrstih materija u vodi. Zavisno od toga da li se suvi ostatak odreuje u neproceenom ili proceenom uzorku, razlikuju se ukupan suvi ostatak i suvi ostatak u proceenoj vodi. Na osnovu ukupnog suvog ostatka zna se koliko u vodi ima vrstih materija, bilo da su rastvorene ili suspendovane. Na osnovu suvog ostatka u proceenoj vodi mogu se dobiti podaci o koliini rastvorenih vrstih materija. Specifina provodljivost je priblino srazmerna vrednostima za ovu vrstu suvog ostatka.

Pri odreivanju suvog ostatka posebno je vazna temperatura susenja. Ako se susenje vri na 103 - 105 0C, suvi ostatak sadri kristalnu vodu i neto mehaniki vezane vode, a bikarbonati su prevedeni u karbonate, npr:Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2Pri susenju na ovoj temperaturi postizanje konstantne mase je vrlo sporo. Suenjem na 180 1 0C uklanja se sva mehaniki vezana vlaga, dok zaostaje neto malo kristalne vode. Znatan deo organskih materija biva razoren, a bikarbonati bivaju prevedeni u karbonate i delimino bazne soli. Suenje na 180 1 0C je preporuljivo kod voda koje sadre dosta organskih materija ili im je pH vei od 9.

Uzorak vode za analizu suvog ostatka najbolje je da bude u polietilenskoj boci napunjenoj do vrha (da bi se izbegla oksidacija), a analizu treba izvriti u sto kraem vremenu a najdue za 24 sata.

Ukupni suvi ostatakPribor i posue:

1. Vodeno kupatilo,

2. sunica,

3. eksikator (sa sredstvom za suenje, obojeno indikatorom za vlagu),

4. solja za uparavanje zapremine 200 cm, od platine, kvarca ili porculana (poslednja dva materijala za vode iji je pH manji od 9,0).

Postupak:

Ukupan suvi ostatak se odreuje isparavanjem do suva na vodenom kupatilu 100cm, dobro promukanog uzorka vode, u prethodno osuenoj i izmerenoj olji za uparavanje. Zatim se sui u susnici na 103-106 0C do konstantne mase. Pre merenja se olja sa ostatkom hladi u eksikatoru. konstantna masa je postignuta kada se izmeu dve uzastopne operacije susenja i hlaenja teina na menja vie od 0,5 mg. Ukoliko u 100 cm vode ima manje od 25 mg ili vise od 250 mg suvog ostatka, onda treba uzeti veu, odnosno manju zapreminu uzorka.

Izraunavanje:

pri emu se mg izmerenog suvog ostatka nalaze iz razlike izmerene mase olje sa ostatkom i mase prazne olje u mg.

Suvi ostatak u proceenoj vodiPribor i posue:

Pored pribora koji je naveden kod odreivanja ukupnog suvog ostatka koriste se jo:

1. filtar,

a) srednje gusta hartija za ceenje (bela traka), ili

b) gucov loni - zapremine 30 cm3 ,

2. levak ili boca za ceenje.

Postupak:

Poto se voda procedi kroz odgovarajui filtar izmeri se 100 cm3 bistre vode i uparava, sui i meri, kao sto je opisano i kod postupka odreivanja ukupnog suvog ostatka.

Izraunavanje:

Razlika dobivenih masa za ukupni suvi ostatak i suvi ostatak u proceenoj vodi pokazuje koliinu suspendovanih materija u mg/dm. Ona se moe dobiti i ceenjem kroz osueni i izmereni filtar koji se zatim sui na 103-1050C (ili 180 1oC) do konstantne mase.

pH - vrednostPrema definiciji pH je logaritam reciprone vrednosti koncentracije vodonikovih jona ili tanije aktivnosti vodonikovih jona:

Hemijski ista voda na 25 0C ima pH-vrednost 7 (neutralna sredina). Praktian opseg pH vrednosti protee se od 0 ( jako kisela sredina) do 14 ( jako bazna sredina).

Veina prirodnih voda ima pH od 4,5 do 8,3 i ove vrednosti su uslovljene ravnoteom izmeu ugljen-dioksida i bikarbonat jona u vodi. Voda za pie reaguje neutralno do slabo bazno (pH = 7,0-7,4), usled prisustva karbonata i bikarbonta. Jako kisele vode sadre soli koje hidrolizuju ili jake kiseline. Jako bazne vode sadre otpadne bazne materije. Kisele vode nagrizaju vodovodne cevi, a bazne stvaraju talog.

Najtanije odreivanje pH-vrednosti se postie elektrometrijskim merenjem pomou staklene i zasiene kalomelove elektrode. Ovaj sistem za merenje pH zasniva se na injenici da promena pH za jednu jedinicu izaziva promenu elektrinog potencijala za 59,1 mV na 250C. Ovom odreivanju pH ne smetaju mutnoa, obojenost, prisustvo koloidnih materija, oksidacionih ili redukcionih supstanci. Meutim, temperatura ima uticaj na vrednosti pH dobijene elektrometrijskim merenjem. Ovaj uticaj je dvojakog porekla: od menjanja potencijala samih elektroda, sto se moe kompenzovati pomou odgovarajuih ureaja na aparatu i od menjanja stepena jonizacije vode i nekih sastojaka u vodi sa promenom temperature. Otuda je potrebno dati podatke o temperaturi vode. Greke pri odreivanju pH-vrednosti po ovom postupku mogu poticati i od velike koncentracije natrijumovog jona pri pH veem od 10. Ovim postupkom se pH-vrednosti mogu izmeriti sa tanou od 0,1 pH.

Kolorimetrijskim postupkom pH vrednost se moe izmeriti sa tanou od 0,2 pH. U oba sluaja veina prethodno navedenih inilaca (mutnoa, boja itd.) izaziva smetnje. Meutim, relativno jeftin pribor i jednostavnost izvoenja ine da se ovi postupci jo uvek koriste.

S obzirom na to da se pH vode moe znatno izmeniti stajanjem (usled reakcija i promene temperature), merenje pH je najbolje izvriti na licu mesta, ili u to kraem vremenu po donoenju u laboratoriju.

Merenje pomou univerzalnog indikatoraU 8 cm vode treba dodati dve kapi univerzalnog indikatora, boju uporediti sa bojom na priloenoj skali i proitati pH vrednost. U sluaju merenja pomou univerzalne indikatorske hartije, listi treba umoiti u ispitivani uzorak vode i posle 1-2 sekunde uporediti sa bojom na priloenoj skali.

Merenje pH pomou lavibond - ili helige-komparatoraReagensi:

1. 0,04%-tni rastvor bromtimol-plavog u izopropil-alkoholu, ili odgovarajui rastvor indikatora koji propise proizvoa aparata.

Pribor:

1. Heligeov komparator ili neki odgovarajui aparat.

Postupak:

Heligeov komparator se sastoji od dva staklena suda debljine 13 mm, koji se nazivaju kivete i od kotura sa 8-10 obojenih stakala, ija boja odgovara boji voda razliitih pH vrednosti kojima je dodat rastvor bromtimol-plavog. Jedna kiveta se napuni proceenom vodom iji se pH odreuje i stavi s leve strane komparatora. Druga kiveta se napuni obojenom vodom koja se dobija prethodnim meanjem 10 cm vode iji se pH odreuje i 0,5 cm 0,04%-tnog rastvora bromtimol-plavog u izopropil-alkoholu. U komparator se stavi kotur sa obojenim staklima i lagano se okree sve dotle dok se boje oba polja ne izjednae. Tada se proita pH na donjem otvoru sa strane.

Elektrometrijsko merenje pH vrednostiReagensi:

1. Standardni rastvori pufera:a) 0,05 M kalijum-hidrogen-ftalat - pH = 4,008 (na 25 0C)

Rastvoriti 10,12 g kalijum-hidrogen-ftalata u destilovanoj vodi i dopuniti istom vodom do 1000 cm3;

b) 0,008695 M kalijum-dihidrogen-fosfat i 0,03043 M dinatrijum-hidrogen-fosfat - pH = 7,413 (na 25 0C)

Rastvoriti 1,179 g KH PO i 4,302 g NaHPO ,dva sata suenih na 110-1300C, u destilovanoj vodi i dopuniti istom vodom do 1000 cm3 . U ovom sluaju vodu treba prethodno zagrejati do kljuanja i ohladiti, da bi se uklonio ugljen-dioksid.

Pribor:

1. pH-metar

Postupak:

Poto se staklena i kalomelova elektroda prikljue na aparat, postavi se odgovarajue dugme na temperaturu pri kojoj se vri odreivanje. Zatim se staklena elektroda kalibrie pomou pufernih rastvora. Radi toga se elektroda, koja je prethodno oprana destilovanom vodom i paljivo obrisana komadiima hartije, za ceenje, uroni u puferni rastvor ije je pH blisko vrednosti za ispitivanu vodu. U isti rastvor se uroni i kalomelova elektroda. Doterivanje pH se okretanjem odgovarajueg dugmeta dok igla ili brojka na skali ne pokae vrednost pH koju ima pufer. Tanost aparata odreuje se pomou jo jednog rastvora pufera.

Merenje pH ispitivanog uzorka vode vri se uronjavanjem opranih i obrisanih elektroda (kalomelove i staklene) u vodu i itanjem pH-vrednosti na skali.

S obzirom da postoje razlike pri rukovanju razliitim modelima pH-metara, pri merenju se treba drati uputstva proizvoaa.

AciditetAciditet prirodnih voda potie od ugljene kiseline, a ponekad i od huminskih kiselina. Aciditet otpadnih voda moe poticati od mineralnih kiselina ili hidrolizovanih soli. Veina prirodnih voda se smatraju alkalnim, mada mogu sadravati i slobodnu ugljenu kiselinu. Stoga mogu mnoge prirodne vode sadravati i aciditet i alkalitet, pri emu aciditet moe poticati samo od ugljene kiseline. Ugljena kiselina se odreuje titracijom rastvorom natrijum-hidroksida u prisustvu fenolftaleina kao indikatora. Posto se odigra rekcija:

H2CO3 + NaOH = NaHCO3 + H2O,

prva kap vika titracionog rastvora oboji ispitivanu vodu crveno. Aciditet prema metil orandu pokazuje prisustvo mineralnih kiselina. Kada neka voda sadri aciditet prema metil orandu, onda aciditet prema fenolftaleinu pokazuje ukupnu kiselost. Odreivanje aciditeta je vano zbog agresivnih osobina kiselih voda.

Reagensi:

1. 0,1M NaOH,

2. 0,5%-tni rastvor fenolftaleina

3. 0,5%-tni vodeni rastvor metilorandza

Posue:

1. Pipeta od 100 ili 50 cm3 ,

2. erlenmajer sa irokim grlom od 500 cm3 ,

3. bireta od 50 cm3 .

Postupak:

Aciditet prema fenolftaleinu. - 100 cm3 vode koja se ispituje prenese se pipetom u erlenmajer od 500 cm3 , doda 3 kapi fenolftaleina i titrise standardnim 0,1M rastvorom NaOH do jasno ruiaste boje.

Aciditet prema metilorandu. - 100 cm3 vode koja se ispituje, prenese se pipetom u erlenmajer od 500 cm3 , doda 2-3 kapi metilorandza i titrise standardnim 0,1M rastvorom NaOH do prelaska u utu boju. Ako je voda koja se ispituje obojena, treba je pre titracije procediti kroz aktivni ugalj da se obezboji. Rezultat se izraava u cm 0,1M NaOH za 1 dm3 vode. Prema tome, broj cm dobijen titrcijom treba pomnoiti sa 10.

Aciditet se esto izraava u mg CaCO3 /dm3 . U tom sluaju izraunavanje se vri prema obrascu:

mg CaCO3 /dm3 = 10 x V(NaOH) x M(NaOH) x 50

Poto je 1mol NaOH ekvivalentan sa 1/2 mol CaCO3 , masa 1/2 mol CaCO3 iznosi 50 grama.

Tvrdoa vodeTvrdoa vode potie od rastvorenih soli kalcijuma i magnezijuma. Kalcijum i magnezijum nalaze se u prirodnim vodama uglavnom kao bikarbonati, sulfati i hloridi. Ove soli reaguju sa sapunima, gradei nerastvorna jedinjenja. Pored toga, one se taloe po zagrejanim povrinama, kotlova i cevi.

Prolazna tvrdoa koju ine bikarbonati kalcijuma i magnezijuma moe se ukloniti zagrevanjem vode due vremena na 90-1000C:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O

Stalnu tvrdou ine preteno sulfati i hloridi kalcijuma i magnezijuma. Ona se ne moe ukoloniti zagrevanjem vode na temperaturi kljuanja. Ukupna tvrdoa je jednaka zbiru prolazne i stalne tvrdoe. Glavni sastojci tvrdoe:

VRSTA TVRDOE

PROLAZNA TVRDOA

STALNATVRDOA

KARBONATNA

Ca(HCO ); Mg(HCO )

CaCO3 ; MgCO3 TVRDOA

NEKARBONATNA

CaSO4 ; CaCl2 TVRDOA

MgSO4 ; MgCl2

Kalcijum- i magnezijum-karbonat su vrlo malo rastvorljivi u vodi, dok su odgovarajui bikarbonati mnogo rastvorljiviji. Na primer, jedan deo CaCO3 je rastvorljiv u oko 30 000 delova vode, a Ca(HCO3)2 u 500 delova vode, to odgovara 1,9, odnosno 120 nemakih stepeni. Otuda prolaznu tvrdou preteno ini karbonatna tvrdoa (bikarbonata), a stalnu tvrdou nekarbonatna tvrdoa.

Kod ispitivanja tvrdoe odreuje se ukupna i karbonatna tvrdoa. Nekarbonatna tvrdoa se dobija na osnovu njihove razlike, i to jedino kad je ukupna tvrdoa vea od karbonatne. Ako se u vodi pored karbonata i bikarbonata alkalno-zemnih metala nalaze jo i vee koliine karbonata i bikarbonata alkalnih metala, moe se za karbonatnu tvrdou dobiti vrednost koja je jednaka ili vea od ukupne tvrdoe. U tom sluaju je ukupna tvrdoa jednaka karbonatnoj, a nekarbonatna ne postoji.

Tvrdoa vode se izraava u mg CaCO3 /dm3 vode ili stepenima:

nemakim:

10mg CaO/dm3 vode

francuskim:

10mg CaCO3 /dm3 vode

engleskim:

1 grain CaCO3 /gallon vode = 10mg CaCO3 /0,7 dm3 vode

Karbonatna tvrdoa se odreuje titracijom vode sa 0,1M HCl u prisustvu metlorandza. Ukupna tvrdoa se odreuje:

1. titracijom Ca2+ i Mg2+ rastvorom EDTA u prisustvu eriohrom-crnog-T,

2. pomou rastvora natrijum-hidroksida karbonata,

3. pomou sapunskog rasvora,

4. pomou kalijum palmitata.

Kvalitet vode:

TVRDOA U NEMAKIM STEPENIMA( 0d)

KVALITET VODE

Od 0 do 5

vrlo meka

Od 5 do 10

meka

Od 10 do 15

umereno tvrda

Od 15 do 25

tvrda

vee od 25

vrlo tvrda

Odreivanje karbonatne tvrdoeReagensi:

1. 0,1M HCl,

2. 0,05%-tni rastvor metlorandza.

Posue:

1. Pipeta od 100 ili 50 cm3 ,

2. erlenmajer sa irokim grlom od 500 cm3 ,

3. bireta od 50 ili 25 cm3 .

Postupak:

Karbonatna tvrdoa se odreuje isto kao i alkalitet prema metilorandzu. 100cm3 vode koja se ispituje prenese se pipetom u erlenmajer od 500cm3 , doda dve kapi metilorandza i titrise standardnim rastvorom 0,1M hlorovodonine kiseline do promene boje. Ako se pri tome utroi m cm3 0,1M HCl, karbonatna tvrdoa iznosi u nemakim stepenima:

KT=2,8 x m 0d

Kada voda sadri dosta natrijum- ili kalijum-karbonata, ovakvim odreivanjem se dobija vea karbonatna tvrdoa od ukupne, pa se u tom sluaju odreuje samo ukupna tvrdoa i ona predstavlja karbonatnu tvrdou.

Rezultati rada (proraun):

Odreivanje ukupne tvrdoeNajbolji, a danas najvie primenjeni postupak za odreivanje ukupne tvrdoe je titracija sa EDTA. Dinatrijumova so etil-diamin-tetra-sircetne kiseline koja se u trgovini naziva EDTA, komplekson III, natrijum-versenat, titripleks itd. i ija je formula: Na H C O N x 2H O, obrazuje sa kalcijumovim i magnezijumovim jonima postojane helatne komplekse u baznoj sredini:

Na2H2Y + Ca2+ = Na2Ca Y + 2H+Na2H2Y + Mg2+ = Na2Mg Y + 2H+pri emu je EDTA predstavljeno formulom Na H Y.

Ako se vodenom rastvoru koji sadri jone kalcijuma i magnezijuma doda malo boje eriohrom-crnog T, pri pH oko 10, rastvor ce se obojiti crveno kao vino, usled stvaranja kompleksa metala sa bojom. Posle dodatka potrebne zapremine EDTA, joni kalcijuma i magnezijuma e biti vezani u novi kompleks, a boja e se promeniti od crvene u plavu. Tada je postignuta zavrna taka. Titraciju treba zavriti u roku od 5 minuta da bi se izbeglo taloenje kalcijum-karbonata. Da bi se postigla ispravna zavrna taka, voda treba sadravati magnezijumove jone. Radi toga, puferu treba dodati malo magnezijumove soli EDTA, koje ima u prodaji.

Ukoliko se u vodi nalaze barijumovi i stroncijumovi joni, oni pri titraciji reaguju i ulaze u vrednost za tvrdou. Smetnje koje nastaju usled jona aluminijuma i gvoa, kao i nekih drugih ree prisutnih metala mogu se otkloniti dodatkom 250mg NaCN rastvoru koji se titrise. Pri tome, treba voditi rauna da je cijanid-jon jak otrov, da se rastvori koji ga sadre ne smeju meati sa kiselinama i da takve rastvore treba, posle titracije, sipati u slivnik, koji se pre i posle sipanja mora dobro oprati vodom. U sluaju primene natrijum-cijanida mora se dodati dovoljno pufera da bi se dostigao pH 10.

Uklanjanje smetnji koje potiu od nekih metalnih jona (Al3+ ,Cu2+ , Cd2+ ,Pb2+ , Zn2+, itd.) moe se postii i dodatkom rastvora natrijum-sulfida ili hidroksilamin-hidrohlorida. Poto se hidroksilamin-hidrohlorid dodaje rastvoru indikatora, njegovim dodatkom se mogu otkloniti smetnje koje potiu od Fe , ako ne prelaze koncentraciju od 20 mg/dm .

Reagensi:

1. 0,5g eriohromcrno- T 4,5g hidroksilamin-hidrohlorida rastvori se u 100cm3 95%-tnog etanola. Umesto rastvora moe se upotrebiti vrsta smea 0,5g eriohromcrnog-T sa 100g NaCl,

2. pufer: 16,9 g NH4Cl rastvori se u 143 cm3 koncentrovanog rastvora amonijaka, doda se 1,25 g magnezijumove soli EDTA i dolije destilovanom vodom do 250cm ,

3. 0,1%-tni vodeni rastvor metil-crvenog,

4. 0,01 M rastvor EDTA: 3,723 g EDTA rastvori se u mernoj boci od 1 dm3 u destilovanoj vodi i dolije vodom do oznake. Ovako pripremljen rastvor treba standardizovati bezvodnim kalcijum-karbonatom. Radi toga se u mernoj boci od 500cm rastvori 1 000 g kalcijum karbonata postepenim dodatkom kroz levak 1:1 HCl. Kada se sav karbonat rastvorio, doda se 200cm vode i zagreva nekoliko minuta na temperaturi kljuanja da bi se isterao ugljen-dioksid. Poto se rastvor ohladi doda se nekoliko kapi metilcrvenog i zatim kap po kap 3M NH OH ili 1:1 HCl dok se ne oboji narandasto. Rastvor se kvantitativno prenese u mernu bocu od 1 dm i dopuni destilovanom vodom do oznake. 1cm ovog rastvora je ekvivalentan 1mg CaCO .Za standardizaciju 0,01 M rastvora EDTA treba uzeti 25 cm3 navedenog rastvora. Titracija se vri prema dole opisanom postupku.

Posue:

1. Pipete od 25 i 50 cm3 ,

2. erlenmajer sa irokim grlom od 250 ili 500 cm3,

3. bireta od 50 cm ,25 cm3 ili mikrobireta od 5 cm3 .

Postupak:

Zapremina uzorka se tako odabere da se titraciju troi do 15 cm3 rastvora EDTA. Za tvre vode se uzima 25 cm3, a za meke 100 cm3 do 1000 cm3 (za sasvim omekane vode), pri emu se standardni 0,1M EDTA dodaje iz mikrobirete.25 cm vode, ija se tvrdoa odreuje, stavlja se pipetom u erlenmajer od 250cm3 , doda 25 cm destilovane vode, 2 cm3 pufera i 1-2 kapi rastvora indikatora ili na vrh noa vrste smese. Standardni 0,1M rastvor EDTA dodaje se iz birete kap po kap i uz neprekidno meanje dok crvena boja ne pree u plavu. Ako prelaz boje nije dovoljno otar, to pokazuje da voda sadri jone metala koji ometaju odreivanje, pa odreivanje treba ponoviti sa novim uzorkom vode uz dodatak NaCN, posle dodatka pufera.

Da bi se poveala tanost odreivanja, drugu titraciju treba izvriti sa veom zapreminom vode (50 ili 100 cm3), ukoliko je pri prvoj titraciji troeno malo (manje od 8 cm3) standardnog rastvora EDTA.

Izraunavanje:

Poto se titracija tvrdoe vri prema jednaini:

Na2H2Y + Ca2+ = Na2Ca Y + 2H+ ,

1mol EDTA je ekvivalentan sa 1mol CaO (odnosno 56 g CaO). To znai da:

1 000cm 1M EDTA reaguje sa 56 x 1 000mg CaO, a

,pri emu je:

x V(EDTA)= cm3 standardnog tano 0,01 M EDTA potroenog za titraciju 1dm3 vode (kada je za titraciju uzeto V(uzorka)Ako se za odreivanje uzme 25cm vode, onda je mg CaO/dm vode= 40 x 0,56 x V(EDTA).

Ukupna tvrdoa = 4 x 0,56 x V(EDTA) 0dAko se za odreivanje uzme 100cm vode, onda je

Ukupna tvrdoa = 0,56 x V(EDTA) 0d

Ako se za odreivanje uzme 100cm vode, a tvrdou treba izraziti u mg CaCO3/dm3 vode, onda ona iznosi:Ukupna tvrdoa = 10 x V(EDTA) mgCaCO3/dm3 vode.

Rezultati rada:

Koriena literatura:- Ispitivanje u tehnolokoj proizvodnji- sa praktikumom za vebe-

(za IV razred hemijsko-tehnoloke kole- PROFIL: hemijski laborant)

Autori: Dr Olga Jovanovi-Vitorovi

Dr Vladimir RekaliPAGE

_1273509489.unknown

_1273564729.unknown

_1273564866.unknown

_1273565724.unknown

_1273564788.unknown

_1273509622.unknown

_1273509283.unknown

_1273509450.unknown

_1273509057.unknown