Анализ качества бутилированной воды «ИВЕРСКАЯ»

Федеральное государственное  автономное образовательное

учреждение высшего профессионального  образования

«Южный Федеральный Университет»

 

Химический факультет

Кафедра аналитической химии

Азнауров Анатолий Александрович

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Анализ качества бутилированной воды «ИВЕРСКАЯ»».

 

 

Преподаватель: Л.П. Садименко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Ростов-на-Дону 2012

Содержание

1. Введение… 3
2. Предельно допустимая концентрация веществ в воде (ПДК)… 4
3. Практическая часть … 5
4. Определение содержания растворенного кислорода … 6
5. Определение содержания свободного хлора … 11
6. Определение содержания хлоридов … 15
7. Определение содержания сульфатов … 18
8. Определение карбонатной (временной) жесткости … 21
9. Определение общей жесткости … 22
10. Определение содержания ионов кальция и магния … 22
11. Определение содержания ионов калия и натрия … 25
12. Сравнительная характеристика водопроводной воды и питьевой бутилированной воды «Иверская» … 29
13. Заключение … 30
14. Список используемой литературы … 31

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе, необходимо провести анализ качества питьевой бутилированной воды «Иверская».

Для проверки качества воды нужно определить некоторый химический состав воды:

Определяемый  элемент	Метод определения
Растворенный кислород	Йодометрическое определение
Свободный (остаточный) хлор	Йодометрическое определение
Хлориды	Аргентометрическое определение
Сульфаты	Осаждение солями бария
Временная жесткость воды	Кислотно-основное титрование
Общая жесткость воды	Комплексонометрическое  титрование
Кальций, магний	Комплексонометрическое  титрование
Калий, натрий	Фотометрия пламени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельно-допустимые концентрации некоторых веществ  содержащихся в питьевой воде.

 

Определяемый  элемент	ПДК, мг/л
Растворенный кислород	0 - 14
Свободный (остаточный) хлор	0,5
Хлориды	350
Сульфаты	500
Временная жесткость воды	3,5
Общая жесткость воды	7,0
Кальций	140
Натрий	200
Калий	50
Магний	40

 

Вода	Жесткость, мг/л
Очень мягкая вода	до 1,5
Мягкая вода	от 1,5 до 4
Вода средней жесткости	от 4 до 8
Жесткая вода	от 8 до 12
Очень жесткая вода	более 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

В практической части необходимо определить содержание таких веществ, как:  

- Растворенный кислород (йодометрическое определение);

- Свободный хлор (йодометрическое  определение);

- Хлориды (аргентометрический метод); 

- Сульфаты (осаждение солями бария с индикатором нитрохромазо);

- Временная жесткость  воды (ВЖВ) (кислотно-основное титрование);

- Общая жесткость воды  (ОЖВ) (комплексонометрическое титрование);

- Ионов магния и кальция (комплексонометрическое титрование);

- Ионов калия и натрия (пламенная фотометрия).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОДЫ

 

Растворенный  кислород.

 

Кислород – это один из важнейших растворенных газов, постоянно присутствующих в поверхностных водах, режим которого в значительной степени определяет химико-биологическое состояние водоемов. Растворенный кислород в поверхностных водах находится в виде молекул О₂. Растворимость его растет с понижением температуры, минерализации.

Главными  источниками поступления кислорода  в поверхность воды являются:

- процессы абсорбции его  из атмосферы;

- продуцирование в результате  фотосинтетической деятельности  водных организмов;

- поступление кислорода  с дождевыми и снеговыми видами, которые им пересыщены.

 

Содержание растворенного  кислорода может колебаться от 0 до 14мг/л. Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала, направление и скорость химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений.

 

Определение в поверхностных  водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, интенсивности процессов  продуцирования, самоочищения водоемов и т.д.

 

Концентрацию кислорода  выражают либо в мг/л, либо в процентах  насыщения, вычисления кислорода производится по формуле:

 

 

 

где С_х – концентрация кислорода, найденная экспериментально, мг/л; С₀ – нормальная концентрация при данной температуре, нормальности и атмосферном давлении 760 мм рт. ст.; Р – атмосферное давление в момент анализа.

 

Кислород является неустойчивым компонентом, определение которого вследствие зависимости его содержания от температуры воды должно проводиться  на месте отбора проб.

 

Для определения кислорода  предложено множество методов, основанных на различных принципах. К ним  относятся титриметрические (йодометрические, калориметрические, фотометрические), электрохимические (амперометрические, вольтамперометрические, полярографические) и прочие методы анализа.

 

Для систематического контроля содержания кислорода в поверхностных  водах рекомендуется проводить  иодометрическое определение. Этот метод отличается простотой, малой чувствительностью к посторонним компонентам.

 

Йодометрическое определение кислорода

 

Назначение метода. Метод предназначен для анализа неокрашенных и слабоокрашенных вод с содержанием кислорода выше 0,05 мг/л.

Принцип метода. Метод основан на взаимодействии в щелочной среде гидроксида марганца с растворенным в воде кислородом. Гидроксид марганца, количествен-но связывая растворенный в воде кислород, переходит в нерастворимое соединение марганца (IV) коричневого цвета. При подкислении раствора в присутствии иодистого калия выделяется иод, количество которого эквивалентно содержанию растворенного кислорода и учитывается титрованием раствора тиосульфатом:

 

Mn²⁺ + 2OH^- ® Mn(OH)₂  (белый)

2Mn(OH)₂ + O₂ ® 2MnO(OH)₂ (коричневый)

MnO(OH)₂ + 4H⁺ + 2I^- ® Mn²⁺ + I₂ +3H₂O

I₂ + 2S₂O₃^2- ® 2I^- + S₄O₆^2-

Продолжительность определения одной  пробы с учетом ее отстаивания 40 мин.

 

Реагенты:

1. Марганец хлорид, MnCl₂, 2 М раствор
2. Калий иодид, KI,  щелочной раствор
3. Соляная кислота, HCl, 2:1 (340 мл конц. HCl добавляют к 170 мл воды)
4. Крахмал, 0,5%-ный раствор
5. Натрий тиосульфат, Na₂S₂O₃, раствор с точно установленной концентрацией.

 

Выполнение работы. Пробу воды для определения растворенного кислорода отбирают батометром, к крану которого прикреплена резиновая трубка длиной 20-25 см. Фиксирование кислорода производят сразу после отбора пробы. Для этого кислородную склянку 2-3 раза ополаскивают и затем наполняют исследуемой водой. Резиновая трубка при этом должна касаться дна склянки. После заполнения склянки до горлышка ее наполнение продолжают до тех пор, пока не выльется приблизительно 100 мл воды, т.е. пока не выльется вода, соприкасавшаяся с воздухом, находящимся в склянке. Трубку вынимают, не прекращая тока воды их батометра. Склянка должна быть заполнена пробой до краев и не иметь внутри на стенках пузырьков воздуха.

Затем в склянку с пробой воды вводят 1 мл раствора хлористого марганца и 1 мл щелочного раствора йодистого калия. Пипетку погружают каждый раз до половины склянки и по мере выливания раствора поднимают вверх. Затем быстро закрывают склянку стеклянной пробкой таким образом. чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха, и содержимое склянки тщательно перемешивают.

Образовавшемуся осадку гидроксида марганца дают отстояться не менее 10 мин и  не более суток. Затем приливают 5 мл раствора HCl. Пипетку погружают до осадка и медленно поднимают вверх. Вытеснение из склянки раствором соляной кислоты части прозрачной жидкости для анализа значения не имеет.

Склянку закрывают пробкой и содержимое тщательно перемешивают. Отбирают пипеткой 50 мл раствора (пипетку предварительно необходимо ополоснуть этим раствором) и переносят его в коническую колбу объемом 250 мл. Раствор титруют 0,02 н раствором тиосульфата до тех пор, пока он не станет светло-желтым. Затем прибавляют 1 мл свежеприготовленного раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски.

Содержание растворенного кислорода  С_Х в мг/л находят по формуле:

где V_СКЛ – объем склянки, в которую отбиралась проба, мл; 2 – объем пробы, вылившейся при фиксации растворенного кислорода.

Степень насыщения воды кислородом в процентах вычисляют по формуле

где С_Х – концентрация кислорода, найденная путем анализа, мг/л; С₀  - нормальная концентрация кислорода для определенной температуры.

 

Зависимость нормальной концентраци кислорода (С₀) в воде от        температуры (Атмосферное давление 760 мм рт.ст., парциальное давление кислорода р = 0,209 атм.)

Т,оС	С0,	Т,оС	С0,	Т,оС	С0,
15	10,03	20	9,02	25	8,18
16	9,28	21	8,84	26	8,02
17	9,61	22	8,67	27	7,87
18	9,40	23	8,50	28	7,72
19	9,21	24	8,33	29	7,58

 

Математическая обработка  результатов:

С	=
9,07	8,774	0,296	0,319	0,434	8,774±0,434
8,75		0,024
8,43		0,344
8,51		0,264
9,11		0,336