Фізико-хімічні основи процесу

Визначення ступеня мінералізації дніпрової води

Мета роботи. Визначити ступінь мінералізації дніпрової води.

Фізико-хімічні основи процесу

Природна вода представляє собою складну дисперсну систему, яка містить велику кількість різноманітних мінеральних і органічних домішок.

В природних водах зустрічається багато хімічних елементів. До найбільш важливих відносяться натрій(Nа), кальцій(Са), магній(Мg) і хлор(Сl), які присутні у вигляді простих іонів (Nа⁺, Са²⁺, Мg²⁺ і Сl^-), а також карбон, сульфур, нітроген, оксисен, гідроген, силіцій (С, S, N, O, H, Sі), які знаходяться у вигляді складних іонів (НСО₃^-, СО₃^2-, SО₄^2-, NО₃^-), недисоційованих молекул і колоїдів (Н₂SіО₃) і розчинених газів (СО₂, Н₂S, О₂ тощо).

Як правило, перераховані елементи зустрічаються в кількостях, вимірюваних міліграмами в 1 дм³, однак вміст деяких з них може досягати грамів і навіть десятків грамів в 1 дм³ води.

Для вод звичайного типу найбільш уживаними є класифікація неорганічних домішок води С.О. Щукарєва та О.О. Альокіна, а для мінеральних вод – класифікація В.О. Александрова.

Класифікація С.О. Щукарєва заснована на принципі переваги одного або декількох з трьох головних катіонів – йону натрію, йону кальцію, йону магнію (Nа⁺, Са²⁺, Мg²⁺) і трьох головних аніонів–хлор – іон, сульфат(2–) – аніон, гідроген карбонат – аніон (Сl^-, SО₄^2-, НСО₃^-). Вода відноситься до того або іншого класу в залежності від вмісту іонів, що вказані, у кількості, що перевищує 25%-екв. Комбінуючи типи вод за вмістом катіонів, отримують 49 класів вод. Наприклад, вода може називатися гідроген карбонатною натрієво-кальцієвою або сульфат гідроген карбонатною кальцієвою. Кожний клас вод поділено на групи за загальною мінералізацією:

група А – до 1,5 г/дм³,

В – від 1,5 до 10 г/дм³,

С – більше 10 г/дм³.

Класифікація О.О. Альокіна поєднує принцип ділення за іонами, що переважають, і за співвідношенням між ними. Всі води поділяють на три великих класи за аніоном, що переважає, : гідрогенкарбонатні (карбонатні), сульфатні і хлоридні. Всередині кожного класу виділяються три групи за переважанням одного із катіонів: Са²⁺, Мg²⁺, Nа⁺ (або К⁺). В свою чергу, в групах розрізняють три типи вод, що визначаються таким співвідношенням:

І – НСО₃^- > Са²⁺ + Мg²⁺;

ІІ – НСО₃^- < Са²⁺ + Мg²⁺ < НСО₃^- + SО₄^2-;

ІІІ – НСО₃^- + SО₄^2- < Са²⁺ + Мg²⁺.

Використання цієї класифікації дозволяє вияснити походження природних вод і охарактеризувати їх властивості.

За вмістом іонів (солей) у воді визначають загальну ступінь її мінералізації М за формулою:

(1)

де ∑ Каm – сума катіонів, мг/дм³;

∑ Ан – сума аніонів, мг/дм³.

Для перевірки правильності обчислювання ступеня мінералізації природної води результати перераховують у міліграм-еквіваленти на дм³. При цьому суми концентрацій у воді катіонів і аніонів повинні бути однаковими згідно закону електронейтральності:

В такому балансовому рівнянні необхідно враховувати вміст всіх іонів, концентрація яких перевищує 0,01 мг-екв/дм³. Добре виконаним вважається аналіз, коли розходження між сумами у правій і лівій частинах рівняння складає ± 1 %; цілком допустимим – при розходженні ± 2 – 3 %; (при малому ступеню мінералізації). Якщо похибка перевищує 5 %, а при значному ступеню мінералізації – 3 %, то аналіз вважається неточним.

Похибку аналізу χ розраховують за формулою:

. (2)

За вмістом солей природні води розподіляються на сім груп (див. табл. 1).

Таблиця 1 – Вміст солей у природній воді

Про вміст солей в природних водах можна міркувати за кількістю сухого і прожареного залишків. Сухий залишок, що утворюється при випарюванні визначеного об’єму води, попередньо профільтрованої через паперовий фільтр «синя стрічка», складається із мінеральних солей і нелетких органічних з’єднань.

Поиск по сайту: