Акваловер

Акваріумістика - акваріум новачкам, акваріум любителям, акваріум професіоналам

Загальна, постійна та тимчасова жорсткість води

Найбільш читане

Жорсткість води - це її властивість, що залежить від наявності в ній, головним чином, розчинених солей кальцію та магнію. Сумарний вміст цих солей називають загальною жорсткістю. Це один з найважливіших параметрів прісної води, що безпосередньо впливає на життєдіяльність та розведення риб та рослин. Прісні води сильно відрізняються за жорсткістю.

Загальна жорсткість води утворюється з двох складових: карбонатної (тимчасової), обумовленою концентрацією гідрокарбонатів (і карбонатів при рН 8,3) кальцію та магнію, та некарбонатної (постійної), обумовленою концентрацією у воді кальцієвих та магнієвих солей сильних кислот.

Солі жорсткості мають різні властивості. Так, при нагріванні води деякі з них випадають в осад у вигляді накипу, а деякі не випадають. За цією ознакою їх почали поділяти. Солі, що випадають в осад, почали називати солями тимчасової (або усувної) жорсткості, а солі, які не випадають в осад при нагріванні води, солями постійної твердості.

Тимчасова жорсткість характеризується присутністю у воді поряд з катіонами Ca2+, Mg2+ та Fe2+ гідрокарбонатних, або бікарбонатних аніонів (HCO3-). При кип'ятінні води гідрокарбонати розкладаються, утворюючи дуже погано розчинний карбонат кальцію, вуглекислий газ та воду:

Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑

Таким чином, тимчасову жорсткість можна зменшити або повністю усунути шляхом тривалого кип'ятіння, тому вона і "тимчасова". Солі жорсткості, що випадають в осад, це сполуки лужноземельних металів та слабких кислот.

Жорсткість, що зберігається у воді після кип'ятіння, називається постійною. Її утворюють сульфати, хлориди, нітрати, силікати та фосфати, і її значення не можна зменшити, прокип'ятивши воду. Солі, які не створюють накипу, але впливають на загальну жорсткість водиє сполуками лужноземельних металів з сильними кислотами, такими як сірчана, соляна, азотна, плавикова та інші.

Зі зміною чи усуненням тимчасової жорсткості знижується і загальна жорсткість води. Тому показник жорсткості настільки ж непостійний, як інші показники води.

Таким чином, загальна жорсткість води складається з постійної та тимчасової. Для акваріуміста має значення тимчасова (карбонатна) жорсткість кН і загальна gH жорсткість, що є сумою тимчасової та постійної жорсткості.

Жорсткість — це властивість води, зумовлена ​​кількістю розчинених у ній катіонів металів. Вона безпосередньо впливає на всі процеси, що відбуваються у біотопі. Загальна жорсткість складається з тимчасовий і постійною. Тимчасова жорсткість обумовлена ​​концентрацією гідрокарбонатів кальцію та магнію. Постійна – концентрацією у воді кальцієвих та магнієвих солей сильних кислот.

Визначення загальної лужності та карбонатної жорсткості води

Жорсткість води залежить від присутності в ній розчинних солей кальцію та магнію. Розрізняють карбонатну (усувну) жорсткість і постійну. Карбонатна жорсткість обумовлена ​​присутністю в розчині бікарбонатів кальцію та магнію Са(НСО₃)₂ та Mg (НСО₃)₂. Постійна жорсткість води обумовлена ​​присутністю у воді інших розчинних солей кальцію та магнію (сульфатів). Сума постійної та карбонатної жорсткості становить загальну жорсткість води. Загальна лужність води обумовлена ​​присутністю іонів ОН-, СОз 2-, НСОз-.

Визначення засноване на титруванні розчину, що містить NaOH та Na ₂ CO ₃, стандартним розчином хлорводневої кислоти з двома індикаторами – фенолфталеїном та метиловим помаранчевим, що застосовуються послідовно. При титруванні розчину, що містить ці речовини, хлорводневою кислотою у присутності фенолфталеїну відбуваються наступні реакції:

Отже по фенолфталеїну відтитрується весь луг і карбонат до бікарбонату і знебарвлення фенолфталеїну вказує на те, що обидві реакції повністю завершилися, і замість вихідних речовин у розчині є NaCl і NaHCO ₃. Безбарвний розчин, що містить ці продукти реакції, має слаболужну реакцію, при додаванні оранжевого метилового він забарвлюється в жовтий колір, і якщо продовжувати титрування кислотою, буде відбуватися наступна реакція:

Отже, по оранжевому метиловому відтитрується бікарбонат. Зміна жовтого забарвлення на рожеву свідчить, що реакція повністю закінчилася.

Різниця обсягів хлорводневої кислоти (V_HCl м-о - V_HCl ф-ф ), витрачених на титрування суміші з метиловим помаранчевим та фенолфталеїном, відповідає половині кількості карбонату натрію, присутнього в розчині. Подвоюючи цю різницю, одержують об'єм кислоти [2( V_HCl м-о - V_HCl ф-ф)], еквівалентний кількості всього карбонату. Віднімаючи вказану різницю з обсягу V_HCl ф-ф , витраченого на титрування суміші з фенолфталеїном, знаходять об'єм кислоти, еквівалентний кількості гідроксиду натрію.

У переважної більшості природних вод іони НСОз - пов'язані лише з іонами кальцію та магнію. Тому в тих випадках, коли лужність за фенолфталеїном дорівнює нулю, можна вважати, що загальна лужність води дорівнює її карбонатної жорсткості.

Порядок виконання. 1.Із загального розчину об'ємом 100 мл досліджуваної води відбирають 20 мл піпеткою або циліндром в конічну колбу місткістю 100 мл.

2. Додають 2-3 краплі розчину фенолфталеїну та швидко титрують кислотою. До 12-15 мл титрування проводять швидко, перемішуючи розчин, а під кінець титрант додають краплями до знебарвлення. Записують відлік по бюретці (V_HCl ф-ф),

3. Додають у колбу 2 краплі метилового помаранчевого і продовжують титрування до переходу забарвлення з жовтого до помаранчевого. Виробляють другий відлік по бюретці (V_HCl м-о).