LABORATORNÍ PRÁCE Č. 13 FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÝ ROZBOR PITNÉ VODY PRINCIP V přírodě se vyskytující voda není nikdy čistá, obsahuje vždy určité množství rozpuštěných látek, plynů a nerozpuštěných pevných látek. Některé z těchto rozpuštěných látek způsobují tzv. tvrdost vody. Tvrdost vody je způsobena především rozpuštěnými solemi vápenatými a hořečnatými. Rozeznáváme tvrdost vody: a) Přechodnou (karbonátovou) - je způsobena hydrogenuhličitanem vápenatým a hořečnatým. Odstraní se varem. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O b) Trvalou je způsobena rozpuštěným síranem vápenatým nebo hořečnatým. Odstraňuje se chemicky pomocí tzv. změkčovacích prostředků např. Na 2 CO 3. CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 c) Celkovou - která je dána koncentrací kationtů Ca 2+ a Mg 2+ ve vodě. Výsledek stanovení tvrdosti vody se zpravidla udává v německých stupních tvrdosti ( N). VIDEONÁVOD http://youtu.be/u0j9vsmszu8?list=plr0i4n3gxufhgydpazqe5-lgatfbl5tdl
ÚKOL Č. 1: FYZIKÁLNÍ ROZBOR VODY I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Pitná voda z veřejného vodovodu a pitná voda ze studny. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls Kádinky, odměrný válec, hodinové sklíčko, kahan, stojan, teploměr, ph metr, konduktometr.
a) Posouzení vody smyslovými zkouškami 1. Chuť nepřevařené vody se stanoví až po mikrobiologickém vyšetření. Vzorky pitné vody musí být mikrobiálně nezávadné. Voda musí mít 15-20 C a pak ji teprve ochutnáme. Nemá mít žádnou chuť ani příchuť. 2. Zápach 200 ml zkoušené vody zahřejeme v kádince na 20-60 C a přikryjeme hodinovým sklíčkem. Po nadzvednutí sklíčka vynikne zápach zřetelněji. Pitná voda nemá mít žádný zápach. 3. Zákal pitná voda musí být čirá. Zákal zjišťujeme ve válci z bezbarvého skla. Pozorujeme při denním světle proti bílé a černé podložce. b) ph pitné vody 100 ml pitné vody dáme do kádinky a orientačně pomocí ph papírků určíme ph vzorku a zapíšeme. Totéž opakujeme i pomocí ph metru. c) Vodivost vody 100 ml pitné vody dáme do kádinky a pomocí konduktometru určíme vodivost vody a hodnoty zapíšeme. d) Teplota vody 100 ml vody dáme do kádinky a změříme teplotu. Hodnoty zapíšeme. Napište všechny zjištěné fyzikální vlastnosti, porovnejte je s vyhláškou 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004 pro pitnou vodu, kterou máte k dispozici, a výsledek zapište.
ÚKOL Č. 2: CHEMICKÝ ROZBOR PITNÉ VODY A. SOLI ŽELEZA Koncentrovaná HNO 3, 5% H 2 O 2, 20% KSCN, vzorky vody z vodovodu a ze studny. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls Zkumavky, stojan, pipeta. Do zkumavky odměříme 10 ml vzorku vody, přidáme kapku koncentrované HNO 3, 5 kapek 5% H 2 O 2 a 0,5 ml 20% roztoku KSCN. Již za přítomnosti 0,1 mg/l Fe vznikne růžové a při vyšším obsahu železa červené zbarvení. Fe 3+ + SCN - [Fe(SCN)] 2+ Zapište výsledky pozorování. B. STANOVENÍ CHLORIDŮ ARGENTOMETRICKY 5% roztok K 2 CrO 4, AgNO 3 c = 0,05 mol/l. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls Byreta, titrační baňka, pipeta. Naměříme 100 ml vzorku vody do titrační baňky. Přidáme 2 ml 5% roztoku K 2 CrO 4. Do byrety dáme roztok AgNO 3 c = 0,05 mol/l a titrujeme do červenohnědé sraženiny. Zapíšeme spotřebu AgNO 3. VÝPOČTY Ag + + Cl - AgCl Ft=1
m(cl - ) = M(Cl - ) V(AgNO 3 ) c(agno 3 ) Ft M(Cl - ) = 35,5 g/mol, V(AgNO 3 ) = spotřeba AgNO 3 při titraci v litrech, c(agno 3 ) = 0,05 mol/l Ft = Faktor titrace Vypočítejte kolik mg Cl - obsahují vzorky vody. Výsledky zapište a porovnejte s vyhláškou 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004. C. STANOVENÍ CA 2+ VE VODĚ Chelaton III c = 0,05 mol/l, NaOH c = 2 mol/l, murexid (směs s NaCl v poměru 1 : 100), vzorky vody (z vodovodu a ze studny). www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls Titrační baňka, pipeta, byreta, odměrný válec, váhy, odměrná baňka, navažovací lodička, lžička. Do titrační baňky odměříme pomocí odměrné baňky 100 ml vzorku vody a po přidání 5 ml NaOH c = 2 mol/l a 0,3 g murexidu titrujeme odměrným roztokem chelatonu III (c = 0,05 mol/l) do modrofialového zbarvení. Titrujeme všechny vzorky vody.
Nákres titrační aparatury. VÝPOČTY kde Ft = 1 a je to faktor titrace, V 1 (Ch III) = spotřeba chelatonu při titraci v litrech, c(ch III) = 0,05 mol/l, M (Ca 2+ ) = 40 g/mol. Vypočítejte množství Ca 2+ ve vzorcích vody a výsledky porovnejte s vyhláškou 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004. D. STANOVENÍ CELKOVÉ TVRDOSTI VODY Chelaton III c = 0,05 mol/l, amoniakální pufr (Schwarzenbachův pufr o ph = 10 je směs NH 4 Cl + NH 4 OH), eriochromová čerň T (směs s NaCl v poměru 1 : 100), voda z vodovodu a ze studny. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls
Titrační baňka, pipeta, byreta, odměrný válec, váhy, odměrná baňka, navažovací lodička, lžička. Do titrační baňky odměříme pomocí odměrné baňky 100 ml vzorku vody, a po přidání 5 ml amoniakálního pufru a 0,3 g eriochromové černě T, titrujeme odměrným roztokem chelatonu III do modrého zbarvení. Titrujeme všechny vzorky vody. VÝPOČTY 1 ml chelatonu III odpovídá 2,8 německých stupňů. Celková tvrdost vody (v německých stupních) = V 2 (Ch III) 2,8 Vodu podle celkové tvrdosti rozdělujeme na (v německých stupních): < 5 Měkká voda 5-15 Mírně tvrdá voda 15-30 Tvrdá voda > 30 Velmi tvrdá voda > 50 Špatná voda Pro průmyslové účely se musí voda s tvrdostí nad 5 změkčovat. Vypočítejte tvrdost vody ve vzorcích vody a výsledky porovnejte s vyhláškou 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004, kterou máte k dispozici. E. STANOVENÍ MG 2+ VE VODĚ Hořčík se samostatně nestanovuje. Obsah Mg 2+ vypočítáme z rozdílu spotřeb chelatonu III na eriochromovou čerň T (Mg 2+ + Ca 2+ ) =V 2 a na murexid (Ca 2+ ) = V 1.
VÝPOČTY kde Ft = 1, c(ch III) = 0,05 mol/l, M(Mg 2+ ) = 24 g/mol V 1 a V 2 v litrech. Vypočítejte množství Mg 2+ ve vzorcích vody a výsledky porovnejte s vyhláškou 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004, kterou máte k dispozici. http://interaktivni-chemie.cz/