تعیین و محاسبه ی سختی آب

تعیین و محاسبه ی سختی آب

هدف:آشنایی با سختی موقت و دائم آبهای آشامیدنی و چگونگی محاسبه آنها

مفاهیم:

آب یکی از فراوان ترین ترکیبات زمین است و از آن به عنوان بزرگترین حلال شیمیایی یاد شده است.آب یکی از اساسی ترین تشکیل دهنده های بافت های بدن می باشد و یکی از پایدارترین ترکیباتی است که در طبیعت یافت می شود و به عنوان ضروری ترین عامل حیات و فیزیولوژی بدن شناخته شده است.بدون آب کلیه ی اعمال حیاتی انسان متوقف می شود.آبها به طور کلی به دو گروه تقسیم می شوند:آبهای آشامیدنی – آبهای صنعتی و کشاورزی

کیفیت آبهای آشامیدنی با خواص فیزیکی و شیمیایی آن بیان می شود.این خواص عبارتند از شفافیت,رنگ,بو,دما,نمک های محلول در آب,سختی و PH,بین عوامل ذکر شده نمک های محلول در آب که قسمتی از آنها سختی آب را ایجاد می کنند یکی از مهمترین عوامل است.کل نمک هایی که در آب موجودند نشان دهنده ی ناخالصی های آلی و معدنی است.

سختی آب به وجود املاح کلسیم و منیزیم و به مقدار کمتری به املاح روی,آهن ,آلومینیوم و منگنز مربوط است.املاح سدیم و پتاسیم در ایجاد سختی آب دخالت ندارند.سختی را بر حسب واحد میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم اندازه گیری می کنند.برای آب سه نوع سختی در نظر گرفته شده است:

۱

[vip-members]

-سختی موقت:که به علت وجود بیکربنات های کلسیم و منیزیم است که در اثر جوشیدن به کربنات های نامحلول تبدیل می شوند و به صورت جامد ته نشین می گردند.

Ca(HCO3)2 → (حرارت( CaCo3 ↓ + H20 + Co2↑

۲Mg(Hco3)2 + H20 →(حرارت) MgCo3↓ + Mg(OH)2 + ۳Co2↑

۲-سختی دائم: شامل نمک های دیگر کلسیم و منیزیم مانند کلرید و سولفات و نیترات کلسیم و منیزیم هستند که در اثر جوشیدن آب به صورت محلول باقی خواهند ماند و برای حذف یا کاهش آنها باید از مواد شیمیایی استفاده کرد مثلا از کربنات سدیم برای رسوب دادن یون های کلسیم و منیزیم که سختی دائم آب را تشکیل می دهند استفاده کرد و به این ترتیب سختی دائم آب را از بین می برند.

Ca2+ + Na2Co3 → CaCo3↓ + ۲Na+

Mg2+ + NaCo3 → MgCo3 ↓ + ۲Na+

3-سختی کل: مجموع سختی های موقت و دائم را سختی کل می نامند.طبقه بندی آب از نظر سختی به قرار زیر است:

                           نوع آب

     سختی(میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم)

                            نرم

                          سختی کم

                          متوسط

                         خیلی سخت

                                        ۵۵-۵

                                      ۱۰۰-۵۶ 

                                      ۲۰۰-۱۰۰

                                      ۵۰۰-۲۰۱

 

روش آزمایش:

الف-اندازه گیری سختی دائم: به وسیله ی یک استوانه ی مدرج ۱۰۰ میلی لیتر آب شهر را داخل یک کپسول چینی ریخته و توسط پیپت دقیقا ۲۰ میلی لیتر محلول کربنات سدیم ۰٫۱ نرمال به آن اضافه کنید و مخلوط را حرارت دهید تا خشک شود.پس از این که کاملا خشک شد حدود ۲۰ میلی لیتر آب مقطر به رسوب داخل کپسول چینی اضافه کنید و با هم زن به هم بزنید.کربنات های کلسیم و منیزیم به صورت نامحلول باقی می مانند و کربنات سدیم اضافی در آب حل می گردد.حال این محلول را صاف کنید و کپسول چینی را با آب مقطر بشویید و محلول شستشو را نیز صاف کنید.به محلول زیر صافی ۳ تا ۴ قطره متیل اورانژ اضافه کرده و با کلریدریک اسید دقیقا ۰٫۲ نرمال تیتر کنید.حجم اسید مصرفی را یادداشت کنید.(V1)

حال با پیپت ۱۰ میلی لیتر از محلول کربنات سدیم را در ارلن مایر ۵۰ میلی لیتر بریزید و سه تا چهار قطره شناساگر متیل اورانژ اضافه کرده و با کلریدریک اسید ۰٫۲ نرمال تیتر کنید.این حجم را نیز یادداشت کنید.(V2 )

ب-اندازه گیری سختی موقت:توسط استوانه مدرج ۱۰۰ میلی لیتر آب شیر را داخل ارلن مایر ۲۵۰ میلی لیتری ریخته و سه تا چهار قطره متیل اورانژ به آن اضافه کنید.سپس کلریدریک اسید ۰٫۲ نرمال تیتر کنید.حجم اسید مصرفی را یادداشت کنید(V) در این تیتر کردن ها با افزوده شدن یک قطره HCl اضافی رنگ زرد محلول داخل ارلن به نارنجی تبدیل می شود.حال با استفاده از نتایج به دست آمده می توانید سختی دائم,موقت و سختی کل را محاسبه کنید.

روش محاسبه مقدار سختی دائم و موقت:

حجم اسید کلریدریک ۰٫۲ نرمال مورد نیاز برای ترکیب با سدیم کربنات اضافی: V1

حجم اسید کلریدریک ۰٫۲ نرمال مورد نیاز برای ترکیب با سدیم کربنات اولیه: V2

حجم اسیدکلریدریک ۰٫۲ نرمال مصرف شده برای رسوب دادن املاح کلسیم و منیزیم در ۱۰۰ میلی لیتر آب: V2-V1

حجم اسید کلریدریک ۰٫۲ نرمال مصرف شده جهت رسوب دادن املاح کلسیم و منیزیم در یک لیتر آب: (V2-V1)×۱۰

تعداد میلی اکی والان گرم های اسید مصرف شده جهت رسوب دادن املاح کلسیم ومنیزیم

در یک لیتر آب: (V2-V1)×۱۰×۰٫۲

چون تعداد میلی اکی والان گرم های HCl مصرفی معادل مجموع تعداد میلی اکی والان گرم های کلسیم و منیزیم (سختی دائم) است,بنابراین خواهیم داشت:

سختی دائم: (V2-V1)×۱۰×۰٫۲(M(Ca) + M(Mg)) mg/lit

روش محاسبه تعیین سختی موقت مشابه روش محاسبه یختی دائم است با این تفاوت که در محاسبات باید

V جایگزین (V2-V1) شود.

[/vip-members]

 

0

افزودن نظر