Vands H Rdhed Essay, Research Paper
-1-
Bestemmelse af vands h rdhed.
Udstyr og kemikalier.
50 mL m leglas Pufferopl*sning (pH = 10)
10 mL m leglas 0,0100 M EDTA-opl*sning
250 mL konisk kolbe Ionbytter
Burette
Teori
Stoffet EDTA (ethylendiamintetraeddikesyre) er opbygget p f*lgende m de:
H O O C – C H2 H2 C – C O O H
* *
N – C H2 – C H2 – N
* *
H O O C – C H2 H2 C – C O O H
Der er tale om en tertaprot syre, men normalt forhandles den i form af dinatriumsaltet, i hvilket to H+ fra syren er udskiftet med Na+.
I tilstr kkelig basisk milj* vil alle 4 H+ v re fraspaltet, og vi har derfor f*lgende ion, der for nemheds skyld blot betegnes EDTA4- :
-O O C – C H2 H2 C – C O O-
* *
N – C H2 – C H2 – C H2 – N
* *
-O O C – C H2 H2 C – C O O-
Denne ion kan binde sig til mange ioner, fx Zn2+ , Ca2+ og Mg2+ .
I vandv rksvand findes afh ngig af h rdheden vekslende m ngder af Ca2+ og Mg2+ , der kan bestemmes ved titrering med en EDTA-opl*sning med kendt koncentration.
Med Ca2+ som eksempel har vi i basisk opl*sning:
Ca2+ + EDTA4- CaEDTA2-
Som indikator anvendes stoffet eriochromsort-T (Erio-T), der er et organisk farvestof, hvis opbygning ikke har betydning for forst elsen af titreringen, og som vi derfor blot vil kalde T. Indikatoren er bl i basisk opl*sning, men danner det st rkeste kompleks med indikatoren:
-2-
Mg2+ + T MgT 2+
Indikatoren tils ttes i forholdsvis ringe m ngde, hvorved den binder nogle a Mg2+ i vandv rksvandet, og opl*sningen bliver r*d. Det er vigtigt, at vandet indeholder tilstr kkeligt mange Mg2+ , ellers bliver omslaget n vnt i det f*lgende ikke skarpt. Man m da tils tte en kendt m ngde Mg2+ fra starten af titreringen og korrigere for denne m ngde i beregningerne. S l nge der er frie Mg2+ i opl*sningen, vil de komplekse ioner MgT2+ v re uber*rte. Efterh nden som der titreres med EDTA4- , sker der f*lgende:
F*rst bindes alle frie Ca2+ til EDTA4- :
Ca2+ + EDTA4- CaEDTA2-
Derp bindes alle frie Mg2+ til EDTA4- :
Mg2+ + EDTA4- MgEDTA2-
S snart alle Ca2+ og Mg2+ har reageret med EDTA4- , nedbrydes indikatorkomplekserne, og vi f r et farveomslag:
MgT22- + EDTA4- MgEDTA2- + T
r*d bl
Ved titreringen bestemmes alts det samlede indhold af Ca2+ og Mg2+ i vandv rksvandet.
Procedure
Der afm les med m leglas 50 mL vandv rksvand, som h ldes i en 250 mL konisk kolbe. Der tils ttes 10 mL pufferopl*sning (pH = 10), og det kontrolleres med pH-meter, at pH er t t p 10.
Der tils ttes 5 dr ber Erio-T-opl*sning.
Herefter titreres med 0,0100 M EDTA-opl*sning til farveomslag fra f*dt til bl t.
Titreringen gentages for at f en dobbeltbestemmelse.
Der udf*res endvidere en titrering magen til ovenst ende, idet der blot anvedes vand, som har st et under omr*ring med en ionbytter.
M leresultater
Forbrug af EDTA-opl*sning Til postevand 14,4mL 14,9mL
Ionbyttet vand 4,0mL
-3-
Behandling af m leresultater
Vandv rksvand:
EDTA-forbruget bestemmer som n vnt det samlede indhold af Ca2+ og Mg2+ i 50 mL vandv rksvand, men vi vil g*re den antagelse, at det alt sammen er Ca2+.
Jeg beregner under denne antagelse [Ca2+] i vandv rksvandet.
n(EDTA) = V(EDTA) * c(EDTA)
= n(Ca2+ + Mg2+) = n(Ca2+) x
[Ca2+] = n(Ca2+) / V(vand) = V(EDTA) * c(EDTA) / V(vand)
= (14,65 mL * 0,0100 M) / 50 mL = 2,93*10-3 mol/L
Nu skal jeg omregne denne koncentration til et CaO-indhold, idet resultatet angives som CaO/L.
mg CaO/L = n(Ca2+) * M(CaO) / V(vand) * 1000
= ((V(EDTA) * c(EDTA) * M(CaO)) / V(vand)) * 1000
= ((14,65 mL * 0,0100 M * 56 g/mol) / 50 mL) * 1000 = 164,1 mg/L
Vands h rdhed defineres efter en skala, hvor enheden svarer til 10 mg CaO/L. Jeg beregner h rdheden for vandv rksvandet.
H rdhed = mg CaO/L / 10 mg CaO/L.
= 164 mg/L / 10 mg/L = 16,4
Ionbyttet vand:
Efter at have beregnet h rdheden for vandv rksvand, g*r jeg nu det samme for det ionbyttede vand.
[Ca2+] = (4,0 mL * 0,0100 M) / 50 mL = 0,80 * 10-3 mol/L
mg CaO/L = ((4,0 * 0,0100 M * 56 g/mol) / 50 mL) * 1000 = 44,8 mg/L
H rdhed = (44,8 mg/L / 10 mg/L) = 4,5
-4-
Man f r naturligvis en mindre h rdhed med det ionbyttetde vand og det skyldes at det er meget mere rent. Man har jo fjernet ionerne. Dette er kan man udnytte, n r man fx vasker t*j. S skal man nemlig ikke bruge n r s meget s be, og vi forurener mindre.
Hvis jeg sammenligner mit resultat med analysen fra Liller*d Andelsvandv rk er der en forskel p 0,2. Dette er helt naturligt, da h rdheden svinger lidt op og ned hver dag.
Hans Rendb k 2.u.