Laboratorní práce

  

 

Cíl práce: Stanovení vybraných vlastností vzorku vody. I. Určení tvrdosti vody.

 

Úkol: U vzorku vody zadaného vyučujícím:

            1) stanovit přechodnou tvrdost

            2) stanovit celkovou tvrdost

            3) stanovit množství Ca2+

            4) vypočítat množství Mg2+

            5) vypočítat trvalou tvrdost

 

Princip: Přítomnost solí Ca a Mg propůjčují vodě vlastnosti, které se tradičně označují jako "tvrdost vody". "Tvrdá"  voda způsobuje značné ztráty na mýdle a činí problémy při napájení parních kotlů, kde podporuje vznik kotelního kamene. V praxi se stále používá k vyjádření tvrdosti vody německých (oN), příp. anglických (oA) či francouzských stupňů (oF).

Princip acidimetrického stanovení přechodné tvrdosti spočívá v reakci hydrogenuhličitanů obsažených ve vodě s HCl a v provedení výpočtu

Ca(HCO3)2 + 2 HCl ---------> CaCl2 + CO2 + 2 H2O

Celková tvrdost se stanoví chelatometricky na Erio T. Trvalá tvrdost se vypočte jako  rozdíl celková mínus přechodná . Voda s 0-5 oN je považována za velmi měkkou, 5-10 oN = měkká, 10-15 normální, 15-20o = tvrdá a nad 20o jako velmi tvrdá.

Protože celkovou tvrdost v provedení této práce představuje v podstatě chelatometrické stanovení součtu obsahu Mg2+ a Ca2+, možno samostatnou titrací vzorku vody na murexid stanovit množství Ca2+. Z rozdílu spotřeb (Mg2+ + Ca2+) - Ca2+ lze vypočítat množství Mg2+.

 

Pomůcky: stojan se 2 byretami, kádinky, pipety, titrační baňky

Chemikálie a roztoky: odměrný roztok kys. chlorovodíkové, c[HCl] = 0,1 mol.l-1, odměrný roztok Chelatonu 3, c[Chelaton] = 0,025 mol.l-1, murexid a Erio T (oba ve směsi s NaCl v poměru 1:100), Schwarzenbachův amoniakální pufr, 8 % KOH, metyloranž

 

Postup :  Postup si několikrát  C E L Ý !!   přečti a osvoj si jej tak, abys měl (a) vždy přehled o tom, v které fázi pokusu se nalézáš a jaký krok bude následovat !

Ad 1) stanovení přechodné tvrdosti: Do 3 titračních baněk odměrným válcem odměř 100 ml vody, přidej cca 5 - 10 kapek methyloranže jako indikátoru a titruj pomocí HCl do "cibulového" zbarvení titrovaného roztoku. První titraci považuj za orientační, k výpočtu použij průměr z dalších dvou stanovení.

Výpočet:

přechodná tvrdost   =   spotřeba[HCl]   .  2,8        [oN]

 

 Ad 2)  stanovení celkové tvrdosti: do 3 titračních baněk odměř válcem 100 ml vody. Ze zásobní byrety připusť 5 ml Schwarzenbachova pufru a na špičku špachtle přidej tolik eriochromčerni T, aby vznikl růžovočervený roztok. Titruj Chelatonem 3 do čistě modré barvy. Změna zbarvení se Ti musí podařit jedinou !! kapkou odměrného činidla ! Tuto titraci považuj za orientační, k výpočtu použij průměr z dalších dvou stanovení. Vypočítej celkovou tvrdost, když víš, že 1 ml Chelatonu 3 odpovídá 1o německé stupnice tvrdosti

Ad 3) stanovení Ca2+: Do 3 tří titračních baněk odměř 100 ml vody, do každé  přidej 5 ml KOH, 5 ml Schwarzenbachova pufru. Jako indikátor použij na špičku špachtle murexid. Titruj pokaždé z růžového do fialovočerveného zbarvení.  Změna zbarvení  musí nastat jedinou !! kapkou. 1 ml Chelatonu odpovídá 1,002 mg Ca. První titraci považuj za orientační, k výpočtu použij průměr z druhé a třetí.

Ad 4) výpočet množství Mg2+: Od průměrné spotřeby Chelatonu při stanovení celkové tvrdosti odečti průměrnou spotřebu podle bodu ad 3) a vypočti množství Mg. 1 ml Chelatonu 3 odpovídá 0,608 mg Mg

 

Výsledky a závěry:

Do protokolu uveď všechny spotřeby, jichž jsi při jednotlivých titracích dosáhl (a) a napiš odpověď:

1. U vzorku vody byla stanovena:

                                         přechodná (dočasná tvrdost)....………....oN

                                         trvalá tvrdost ...............………………....oN

                                         celková tvrdost.............……………........oN

2. Voda obsahovala v 100 ml

                                           .........................mg Ca2+

                                           .........................mg Mg2+

3. Voda měla alkalitu ………….mmol.l-1 (milimol)

4. Uveď, zda voda, kterou jsi analyzoval, by byla vhodná jako napájecí pro kotle tepelného hospodářství 

5) Pokus se zjistit, jak jinak bys stanovil tvrdost vody 

 

 

Poznámka:

1.       V rámci domácí přípravy

        a)  si znovu prostuduj princip chelatometrie z lab. práce č. 3  nebo z výuky v 1. ročníku

b)       srovnej tuto lab. práci s cvičením č.7 na str. 101 Vacíkovy učebnice "Chemie pro gymnázia", I. díl.

c)       z doporučené literatury si doplň podrobnosti o tvrdosti vody

2) V případě titrace 100 ml vody pomocí HCl, c[HCl] = 0,1 mol.l-1, spotřeba HCl v ml odpovídá přímo alkalitě vyjádřené v mmol.l-1 (v milimolech)

3) Přechodnou tvrdost lze vyjádřit i jako množství hydrogenuhličitanových iontů v 1 dm3 vody

4) Uvědom si, že i banální chyba na konci cvičení může mít za následek, že budeš muset úlohu opakovat v náhradním termínu !!

 

Související stránka 1

Bezpečnost práce v laboratoři

Laboratorní řád

Příprava studentů do cvičení 

Protokol 

Související stránka 2

Laboratorní průvodce

Související stránka 3

Vybrané pasáže ze systematické anorganické chemie

  

Nahoru

Poslední úprava: 29.12.2005