Щелочность

Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами, т. е. с ионами водорода. К этим веществам относят: 1) сильные основания, полностью диссоциирующие в разбавленных растворах с образованием гидроксид-ионов (едкий натр, едкое кали и т. п.); 2) слабые основания (аммиак, анилин, пиридин и т. п.); 3) анионы слабых--кислот (НСОз, ОСз, Н2РО4~, НРОГ, HSO3, SO3, анионы гуминовых кислот, HS-, S2- и т. д.). Анионы слабых кислот гидролизуются с образованием гидроксид-ионов, например:

При титровании веществ второй группы соляной кислотой в конце титрования раствор должен содержать соответствующие этим основаниям положительно заряженные ионы, например;

которые, гидролизуясь, придаютраствору слабокислую реакцию:

Слабокислая реакция создается в растворе и в конце титрования анионов, входящих в третью группу, так как при таком титровании образуются соответствующие слабые кислоты, частично диссоциирующие с образованием ионов водорода, например:

По этой причине для определения общей щелочности воды надо применять индикатор, цвет которого изменяется в слабокислой среде, или проводить титрование потенциометрическим методом.

Наиболее подходящим индикатором является метиловый желтый, цвет которого изменяется от желтого к красному в границах рН=4,0—2,9 довольно резко, или бромфеноловый синий, если титрование с ним проводить до чисто желтого цвета. Несколько менее пригоден метиловый оранжевый, переход окраски которого менее резок. При пользовании этим индикатором рекомендуется добавлять несколько капель раствора синего красителя, не обладающего индикаторными свойствами (например, индигокармица). Тогда переход окраски становится более отчетливым (особенно это заметно при вечернем освещении). При титровании анионов относительно более слабых кислот (рК=7—8) можно применять и метиловый красный или бромкрезоловый зеленый. При титровании анионов относительно сильных кислот (рК = 4) приходится применять такие индикаторы, как тропеолин 00 или тимоловый синий, но точность определения при этом уменьшается.

Веществ, титруемых соляной кислотой, довольно много, поэтому общая щелочность воды недостаточно характеризует ее состав. Весьма желательным бывает определить, из каких веществ, или хотя бы из каких групп веществ складывается найденная общая щелочность. Во многих случаях такие раздельные определения удается сделать. Они основаны прежде всего на том, что при титровании сильной кислотой реакции, протекающие между нею и различными веществами, обусловливающими щелочность воды, Заканчиваются при различных значениях рН раствора. Следовательно, если проводить титрование потенциометрически, т. е. при Непрерывном измерении рН раствора, то на кривой объем прибавленной кислоты — рН раствора получится несколько точек перегиба, видных более или менее отчетливо. Второй способ раздельного определения основан на том, что некоторые основания могут быть отогнаны путем продолжительного кипячения (летучие основания) и что после прибавления избытка титрованного раствора сильной кислоты можно отогнать летучие кислоты, анионы которых вызвали щелочность воды. Комбинируя оба способа, можно определить содержание в воде нескольких различных групп веществ, обусловливающих ее щелочность, а если этих веществ мало, найденное содержание той или иной группы может оказаться в то же время содержанием отдельного вещества. Разумеется, при этом необходимо предварительно знать качественный состав сточной воды. В большинстве случаев качественный состав сточной воды известен по ее происхождению, т. е. известно, от какой производственной операции эта сточная вода была получена; в других случаях приходится проводить предварительное исследование качественного состава воды.

Потенциометрическое титрование часто может быть заменено бычными титрованиями, проводимыми с двумя индикаторами, интервалы перехода которых находятся в разных областях рН. Одним из них является индикатор, применяемый для определения бидей щелочности, его окраска изменяется в кислой среде (рН " 3—4), другой индикатор должен иметь интервал перехода краски в щелочной среде. Чаще всего применяют фенолфталеин, пурпурная окраска которого появляется или исчезает при рН = 8,4- Этот индикатор имеет особую ценность в данном случае, отому что указанное значение рН соответствует тому рН, который имеют растворы чистых гидрокарбонатов (НСОз), постоянно присутствующих в водах. Если сточная вода при добавлении к ей фенолфталеина окрашивается в пурпурный цвет, это указывает на присутствие в ней загрязнений сильнощелочными вещетвами. Содержание этих загрязнений определяют, титруя такую оду до исчезновения окраски фенолфталеина. Однако в ряде случаев вместо фенолфталеина лучше применять тимолфталеин и таим образом устанавливать границу разделения при рН = 9,4.

Другое по теме

Водные ресурсы Кагульского района
Актуальность проблемы водоснабжения в мире и в РМ. Вода - наиболее ценный природный ресурс, имеющий наряду с воздухом, которым мы дышим, огромное значение в существовании человечества, поск ...

Использование водных ресурсов и гидролого-экологические проблемы водных объектов суши
Вода - одно из самых распространенных на Земле и необычных по своим свойствам химических соединений. Без воды невозможно существование самой жизни. Вода - носитель механической и тепловой э ...