Судың физика-химиялық қасиеттерін анықтау

 

2 нұсқа:

1) бес стақанға 100 мл қайнатылған  судан құйыңыз;

2) суда ерітіңіз:

- 1-стақанда 1 қасық қантты (үлгі № 1);

- 2-стақанда 1 қасық тұзды  (үлгі № 2);

- 3-стақанда 1 қасық қышыны (үлгі № 3)

- 4- стақанда 1 қасық лимон  шырынын (үлгі № 4);

- 5-стақанда тек қайнатылған  су (үлгі № 5).

2) әр стақаннан кейін  қасықты құрғақ сүртіп, сұйықтықты  жақсылап араластырыңыз;

3) әр стақаннан 10-15 мл  сұйықтықты ұртып, ауызда бірнеше  секунд ұстап оның дәмін және  татымын анықтаңыз. Бір ретте  екі үлгіні ғана зерттеп, 5 минут  үзіліс жасаңыз;

4) үлгі үшін сумен араластырып,  әртүрлі концентрациялы ерітінділерді  жасаңыз;

5) әр стақанға 2 есе, үстінен  100 мл су қосып, дайындаған ерітінділердің  дәмі мен татымның интенсивтілігін  анықтаңыз. Дәм және татымды  бағалау үшін 1.13 кестені қолданыңыз.

                                          

1.13 Кесте - Дәм және  татымның қарқындылығы

Дәм  және татымның        қарқындылығы	Дәм және татымның    пайда болуының сипаты	Дәм және татымның қарқындылығын бағалау
Жоқ	Сезілмейді	0
Өте  әлсіз	Бірден сезілмейді, бірақ ұқыпты дәл бағалауда анықталады	1
Әлсіз	Егер көңіл аударса, білінеді	2
Көрінетін	Оңай білінеді, және жақсы  сипатталмайды	3
Анық	Көңіл аударарлық, ішуге келмейді	4
Өте  қатты	Өте қатты, су ішуге жарамсыз келеді	5

 

Бақылау нәтижесі бойынша 1.14 кестені  толтырыңыз

 

1.14 Кесте - Дәм және  татымның қарқындылығының сипаты

Үлгі (ерітінді)	Дәм және татымдар
1
2
3
4
5

 

 

Судың химиялық құрамын  анықтау

 

Сабақтың мақсаты: студенттерге судың химиялық құрамы туралы ұғым беріп, әдістермен және принциптермен таныстыру.

Тапсырма – судың химиялық құрамын анықтау. Карбонат және гидрокарбонат аниондарын анықтау. Нитрат  анионын анықтау. Судағы бос көмірқышқылын анықтау. Судың жалпы кермектілігін анықтау.

1-тәжірибе. Карбонат  және гидрокарбонат аниондарын  анықтау

Жұмыстың мақсаты: Карбонат және гидрокарбонат аниондарын судың кәдімгі компоненттері ретінде қарастырып, оларға сандық әдісті қолданып анықтау.

Карбонат және гидрокарбонат  аниондарын анықтау химия тұрғысынан алғанда, ең қызықты құбылыстардың  бірі болып табылады. Анықтау титриметриялық болып келеді және индикатор түрінде  метилоранж пен фенолфталеиннің  барысында аниондардың сутек  иондарымен реакциясына негізделген. Осы екі индикаторды қолданып, эквиваленттің екі нүктесін бақылауға  мүмкіндік беріледі: бірінші нүктеде  рН 8,0-8,2 фенолфталеиннің барысында  карбонат – аниондардың, екінші нүктеде  рН 4,1-4,5 – гидрокарбонат – аниондардың  титрленуі толығымен аяқталады. Судың үлкен және жалпы сілтілігін, қышқылдың (гидроксо – карбонат –  және гидрокарбонат – аниондар), тұтынуын қамтамасыз етіп, титрлеудің нәтижесінде зерттелген ерітіндіде негізгі иондардың концентрациясын  анықтауға болады. Себебі, олар гидроксо – карбонат – және гидрокарбонат  аниондарының құрамынан стехиометриялық  тәуелділікте болады. Титрлеу үшін концентрациясы – 0,05 г-экв/л немесе 0,1 г-экв/л дәл мәні белгілі тұз  қышқылының титрленген ерітінділері қолданылады.

Карбонат аниондарды анықтау  мына реакцияға негізделген:

Н⁺ + СО₃^2- = НСО₃^-

рН көрсеткіші 8,0-8,2 суларда  ғана, аналитикалық тұрғыда анықталатын  концентрацияларда карбонат аниондарын анықтау барысында, зерттелген суда гидроксо – аниондарының болуы бейтарап реакцияны береді:

Н⁺ + ОН^- = Н₂О

Гидрокарбонат– аниондарын анықтау мына реакцияға негізделген:

Н⁺ + НСО₃^- = СО₂ + Н₂О

Сөйтіп, фенолфталеин бойынша  титрлеуде реакцияда қышқылмен  ОН^- және СО₃^2- - аниондары, ал метилоранж бойынша титрлеуде – ОН^-, СО₃^2-, және НСО₃^2- - аниондары қатысады.

Құрал-жабдықтар және реактивтер:

1) метилоранж индикаторының  сулы ерітіндісі (0,1пайыз);

2) фенолфталеин индикаторының  ерітіндісі;

3) титрленген (0,05 г-экв/л)  тұз қышқылының ерітіндісі;

4) алмұрт тәрізді рәзеңкемен  жалғастыратын түтік және 2 мл  немесе 5 мл тамызғыш;

5) тамызғыш (капельница);

6) 10 мл белгісі бар ыдыс.

Жұмыс барысы:

А) Карбонат анионын титрлеу.

- Ыдысқа 10 мл белгісіне  дейін суды құю;

- тамызғышпен 3-4 тамшы  фенолфталеин ерітіндісін қосу. Ерітіндінің түсі әлсіз немесе  мүлдем болмаған жағдайда, үлгіде  карбонат– иондары жоқ деп  есептеледі;

- біртіндеп ұштығы бар  өлшеуіш шприц немесе өлшеуіш  тамызғыш арқылы 0,05 н тұз қышқылының  ерітіндісімен әлсіз-қызғылт түске  дейін титрлейді және фенолфталеин  бойынша  титрлегенде, кеткен, тұз қышқылының ерітіндісінің  көлемін анықтаңыз;

- карбонат- аниондардың массалық  концентрациясын төмендегі (2) формула  бойынша шығарады:

                                  С_к = V_к • 300                                    (2)

мұндағы С_к – карбонат- ионның массалық концентрациясы, мг/л;

              V_к – титрлеуге кеткен тұз қышқылы ерітіндісінің көлемі, мл.

Ерітіндіні карбонат анионын  титрлегеннен кейін келесі гидрокарбонат- анионынның массалық концентрациясын  анықтау үшін қалдырыңыз.

Б) Гидрокарбонат  анионын титрлеу.

- Колбаға 10 мл белгіге  дейін суды құйыңыз;

- 1-2 тамшы метилоранж ерітіндісін  қосыңыз;

тұз қышқылының 0,05 н ерітіндісін  сары түстен қызғылт түске дейін  титрлейді және метилоранж бойынша  титрлеуге кеткен тұз қышқылы  ерітіндісінің көлемін анықтаңыз;

- гидрокарбонат- анионның  массалық концентрациясын келесі (3) формула бойынша есептейді:

                                   С_гк = V_гк • 305                                      (3)

мұндағы С_гк – гидрокарбонат анионның массалық концентрациясы, мг/л;

                    V_гк – титрлеуге кеткен ерітіндінің көлемі, мл.

1. карбонаттың қаттылығын келесі (4) формула бойынша есептеңіз:

                       Қ_к = С_к • 0,0333 + С_гк • 0,0164                          (4)

мұндағы С_к – карбонат- ионның массалық концентрациясы, мг/л;

                 С_гк – гидрокарбонат- анионның массалық концентрациясы, мг/л;

                 0,0333 және 0, 0164 – осы аниондардың  кері эквивалентті  массалық өлшемдеріне  тең коэффиценттер.

 

2-тәжірибе. Судағы  сульфаттарды анықтау

Жұмыстың мақсаты: сульфаттарды судың кәдімгі компоненттері ретінде қарастырып, оларға сандық әдісті қолданып анықтау.

Сульфат анионның массалық концентрациясын анықтау әдісі, реакция бойынша барий сульфаты ерімейтін суспензиясының пайда  болуымен, барий катиондармен сульфат  аниондарының реакциясына негізделген

                                   

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ↓

Сульфат иондардың концентрациясы, барий сульфаты суспензиясының саны бойынша бағаланады және ол турбидиметриялық әдіспен анықталады. Турбидиметриялық әдістің ұсынылған қарапайым  нұсқалардың бірі, тұнықтылығы бойынша  суспензия баған биіктігінің  өзгеруіне негізделген және 30 мг/л  артық емес сульфат аниондардың  концентрациясы барысында қолданылады.

Анализді тұнық суда орындайды (қажеттілік туған жағдайда суды фильтрлейді). Суда, ауыз су шаруашылық суаттарда  сульфаттардың ШРК-сы 500 мг/л құрайды, зиянның шекті көрсеткіші – органолептикалық.

Құрал-жабдықтар  және реактивтер:

1) Барий нитратының (қаныққан) ерітіндісі;

2) тұз қышқылының (20 пайыздық) ерітіндісі;

3) лайөлшегіш, алмұрт тәрізді  рәзеңкемен (медициналық шприцпен) жалғастыратын түтік және 2 мл  немесе 5 мл тамызғыш;

4) тамызғыш (капельница);

5) түбінде нүктелі суреті  бар лайөлшегіш рәзеңкелі фиксатор-сақинасы  бар пробиркалар;

6) тығын (лайөлшегіш пробиркаға  арналған).

Анализге дайындық:

Лайөлшегіш экранды тірегішке 45⁰ жуық бұрыш жасап орнатады. Жұмысты сиретілген жарықта (200-500 лк) жүргізеді.

Лайөлшегіштің әр саңлауына  резеңке сақина кигізілген лайөлшегіш пробирканы, оның төменгі бөлігі 1 см қашықтыққа жуық лайөлшегіштің ойығына  шыққандай етіп орналастыру қажет (пробирканың түбі экраннан 2 см-ге жуық қажетті қашықтықта орналасады).

Анализді орындау:

1) түбінде суреті бар  2 пробирканы лайөлшегіштің саңлауына  орнатыңыз;

2) пробирканың біреуіне 100 мм (20-30 мл) биіктікке дейін суды  құйыңыз;

3) пробирканың құрамына  тамызғышпен тұз қышқылы ерітіндісінің  2 тамшысын және барий нитраты  ерітіндісінің 14-15 тамшысын қосыңыз;  Абай болыңыз: барий нитраты  уытты!

4) құрамын араластыру  үшін, пробирканы тығынмен дұрыстап  жауып, шайқаңыз;

5) ақ тұнба (суспензия)  түзілу үшін ерітіндісі бар  пробирканы 5-7 мин қалдырыңыз;

6) құрамын араластыру  үшін, жабық пробирканы тағы шайқаңыз;

7) бірінші пробирканың  түбінде нүктесі көрінгенше, тамызғышпен  пайда болған     суспензияны  екінші (бос) пробиркаға ауыстырады. Бірінші пробиркадағы суспензия  бағанның биіктігін өлшеңіз (һ₁ мм). Бақылауды суретте көрсетілгендей 45⁰ бұрышта  орнатылған, жарықты айналмалы лайөлшегіш экранға бағыттап, жүргізеді;

8) суреті көрінбейінше, суспензияны  ауыстыруды жалғастыра бересіз;

9) екінші    пробиркадағы суспензия бағанның биіктігін өлшеңіз (һ₂ мм);

10) суспензия бағанның  биіктігін орташа арифметикалық  өлшеумен мына (5) формула бойынша  есептеңіз

                                     

                                             h1 + h2                                                           (5)

 

11) 1.15 Кесте бойынша сульфат-анионның мг/л концентрациясын анықтаңыз.

1.15 Кесте –  Сульфат-анионның массалық концентрациясы

Суспензия бағанның биіктігі (һ), мм	Сульфат-анионның  массалық концентрациясы  мг/л	Суспензия бағанның    биіктігі (һ), мм	Сульфат-анионның  массалық концентрациясы    мг/л
100	33	65	50
95	35	60	53
90	38	55	56
85	40	50	59
80	42	45	64
75	45	40	72
70	47	─	─

 

3-тәжірибе. Судағы хлоридтерді анықтау.

Жұмыстың мақсаты: хлоридтерді судың кәдімгі компоненттері ретінде қарастырып, оларға сандық әдісті қолданып анықтау.

Ұсынылған әдіс хлорид-анионның массалық концентрациясын анықтауы күміс нитраты ерітіндісімен  хлорид-аниондарын титрлеуге негізделген, нәтижесінде ерімейтін күміс  хлоридінің суспензиясы пайда болады. Химиялық реакциясы келесі түрде жазылады: