Analiza vode

Analiza vode2010

ANALIZA VODEANALIZA VODEUVODSa gorivima i mazivima industrijska voda ini grupu osnovnih pogonskih materijala, na kojima se zasniva ne samo tehnka djelatnost, ve i cjelokupna ovjekova aktivnost.

Voda, kao to je poznato, predstavlja dragocjenu supstancu koja u prirodi slui za odravanje cjelokupnog ivota, a u industriskoj primjeni se koristi na vie naina: kao neposredni nosilac energije (u hidraulinim mainama) kao radna materija (u parnim kotlovima) kao sredstvo za hlaenje i zagrijavanje kao sirovina (u prehrambenoj industriji)Podela voda, uopte, moe se izvriti na vie naina: prema porjeklu prema namjeni i prema postupku kojim je dobijena.

Hemijski ista voda predstavlja, kao to je poznato jedinjenje vodonika i kiseonika, koji se u vodi mogu nai kako u obliku molekula (prvenstveno), tako i u obliku disociranih vodonikovih i hidroksilnih jona. Mada se nalazi u ogromnim koliinama, potpuno iste vode u prirodi nema. Prirodna voda sadri uvijek izvjesnu koliinu primjesa, koje se, u zavisnosti od namjene, moraju u veoj ili manjoj mjeri odstranjivati.Primjese u vodi se mogu razvrstati u tri grupe i to: mehanike koloidne i rastvoreneMehanikim primjesama smatraju se estice ija je veliina vea od 1(10-7 m. Prvenstveno se nalaze u vodi u lebdeem stanju. Tokom vremena, ukoliko im je gustina vea od gustine vode, grube mehanike primjese se taloe. Ukoliko je koncentracija lebdeih estica manja od 5 mg/dm3, prirodna voda se smatra prozirnom.Koloidne primjese su reda veliine (1 do 100)(10-9 m. Ne taloe se ni u toku veoma dugakog vremenskog intervala. U prirodnim vodama u koloidnom stanju nalaze se neorganske (jedinjenja silicijuma, aluminijuma i dr.), a takoe i organske materije, nastale raspadanjem ivotinjskih i biljnih organizama.Rastvorene primjese u vodi ine molekuli i joni rastvorenih soli, gasova, kiselina i baza. Rastvorene primjese su veliine manje od 1(10-9 m. TVRDOA VODETvrdoa vode je osnovna karakteristika vode, koja odreuje mogunost njene primjene, i definisana je sadrajem rastvorenih soli kalcijuma (Ca) i magnezijuma (Mg) u vodi. Razlikujemo: Karbonatnu ili privremenu tvrdou (Tk) koja predstavlja sadaj kalcijumovih i magnezijumovih bikarbonata (Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2) rastvorenih u vodi, koji se termikim putem mogu odstraniti iz nje. Nekarbonatnu ili stalnu tvrdou (Tn) koja predstavlja sadraj soli kalcijuma i magnezijuma koje se ne mogu termikim putem odstraniti iz vode.

Ukupnu tvrdou (Tu) koja predstavlja sadraj svih soli kalcijuma i magnezijuma rastvorenih u vodi

Da bi se mogla mjeriti tvrdoa vode i uporeivati vode razliitih tvrdoa, ustanovljena je jedinica za tvrdou vode, koja je data preko stepena tvrdoe.

U upotrebi se sreu njemaki stepeni tvrdoe (d, n, dH), francuski stepen tvrdoe (f), engleski stepen tvrdoe (e) i jedinica mval/dm3.

Jedan njemaki stepen tvrdoe (d) ima voda, koja u jednom dm3 sadri rastvoreno 10 mg CaO ili ekvivalentnu koliinu MgO tj. 7.19 mg.

Meusobni odnos navedenih jedinica dat je u tabeli:Jedinica tvrdoedfe

1 njemaki stepen(d)11.791.25

1 francuski stepen(f)0.5610.70

1 engleski stepen(e)0.801.431

ODREIVANJE UKUPNE TVRDOE VODEPRIBOR:

Za odreivanje ukupne tvrdoe koriste se: stakleni sud krukastog oblika erlenmajer zapremine 300 ml menzura od 100 ml biretta od 50 ml, sa podjelom 0.1 mlREAGENSI: rastvor kompleksona III (K III), dinatrijeva so etilendiamino tetrasiretne kiseline eriohromcrno T (indicator, jedinjenje koje u odreenim uslovima daje karakteristino obojenje) smjea amonijumhlorida NH4Cl i amonijumhidroksida NH4OH (puffer, ima zadatak da odrava stalnu pH vrijednost tokom odreivanja).PRINCIP RADAUzorak vode sa puferom i indikatorom titrira se sa rastvorom kompleksona III, do promjene boje.Indikator u prisustvu slobodnih jona Ca i Mg boji uzorak ljubiasto. Dodavanjem kompleksona III, stvaraju se kompleksne soli kalcijuma i magnezijuma, pri emu indicator mijenja boju u izrazito plavu, pri odreenoj stalnoj pH vrijednosti.Utroena koliina kompleksona III daje veliinu ukupne tvrdoe vode.

Primjer:Pri titraciji ispitivanog uzorka vode utroeno je 12.2 ml kompleksona III, vrijednost ukupne tvrdoe vode u (n) je otuda

Tu=12.2 [n]

Tu=12.2(17.85=217.77 [mgCaCO3/L]ODREIVANJE KARBONATNE TVRDOE VODE

POTREBAN PRIBOR I REAGENSI pribor za odreivanje karbonatne tvrdoe vode je isti kao kod odreivanja ukupne tvrdoe vode deseto normalni rastvor hlorovodonine kiseline (n/10 HCl) indicator je u ovom sluaju metiloranPRINCIP RADA

Uzorak vode sa indikatorom titrira se sa n/10 rastvorom hlorovodonine kiseline, do promjene ute boje uzorka u narandastu.

U prisustvu bikarbonata kalcijuma i magnezijuma indicator boji uzorak vode uto, dodavanjem hlorovodonine kiseline vri se neutralizacija sve dok boja uzorka ne postane narandasta.

Metiloran je indikator koji mijenja boju u zavisnosti od reakcije sredine: ako je reakcija bazna imamo uto obojenje uzorka, ako je reakcija neutralna imamo narandasto obojenje, ako je reakcija kisela imamo crveno obojenje uzorka.

Primjer: Utroeni mililitri hlorovodonne kiseline pri titraciji, pomnoeni sa faktorom 2.8 daju nam vrijednost karbonatne tvrdoe vode u njemakim stepenima tvrdoe. U posmatranom eksperimentu utroeno je 3.6 ml hlorovodonine kiseline.

Tk=3.6(1.0241(2.8=10.32[n]

10241-faktor rastvora

Kk=10.32(17.85=184.212[mgCaCO3/L]ODREIVANJE NEKARBONATNE TVRDOE VODE

Odreivanje nekarbonatne tvrdoe ne vri se posebno, ve se njena vrijednost izraunava iz ve odreenih vrijednosti ukupne i karbonatne tvrdoe, s obzirom da je zbir karbonatne i nekarbonatne tvrdoe vode:

Tu=Tk+Tn

Primjer:

Tn=Tu-Tk=12.2-10.32=1.88[n]pH VRIJEDNOST VODEU hemijski istoj vodi nalaze se molekuli vode i disosovani joni.Poznato je da kiseline u vodi disosuju na jone H+ i OH-.Kod hemijski iste vode odnos disosovanih jona je isti, na t=250C koncentracija CH=COH=10-7. Koncentracija H+ jona u znatnoj mjeri odreuje agresivnost vode da izazove koroziju. Radi jednostavnijeg izraavanja uvedena je kao mjerilo kiselosti rastvora pH vrijednost. Ova vrijednost predstavlja negativan dekadni logaritam koncentracije vodonikovih jonapH= - log cH+Koncentracije vodonikovih jona mogu rasti od 10-7 do 100, odnosno opadati od 10-7 do 10-14, to se vidi iz jonskog proizvoda vode. To znai da se pH vrijednost vode i vodenih rastvora moe kretati u granicama od 0 do 14.Optimalna pH vrijednost za vodu koja se koristi u kotlovskim postrojenjima je od 8.5-9.5.pH vrijednost0 1 2 34 5 678 9 1011 12 13 14

Reakcija rastvoraJako kiselaSlabo kiselaNeutralnaSlabo baznaJako bazna

Odreivanje pH vrijednosti vode i vodenih rastvora vri se na dva naina:1. Elektrometrijski pomou pH-metra2. Kolorimetriski pomou indikatoraPrimjer:

U posmatranom eksperimentu dobijen je sledei rezultat, pH=7.45 - vodovodna vodaRASTVORENI KISEONIK U VODIPrema rastvorljivosti u vodi svi gasovi se mogu razvrstati u tri grupe: lako, srednje i teko rastvorljivi. Lako rastvorljivi gasovi su CO2, NH3, H2S, HCl, Cl2, SO2, SO3. Srednje rastvorljivi gasovi su kiseonik i azot, a teko rastvorljivi vodonik, ugljen-monoksid, metan i drugi ugljovodonici. Koliina rastvorenih gasova u vodi zavisi od temperature, pritiska, afiniteta gasa prema vodi i eventualno od prisustva drugih gasova u vodi. to je temperatura via, kolina rastvorenih gasova u vodi bie manja. Za ocjenu uticaja pritiska na rastvorljivost gasova u vodi mjerodavan je parcijalni pritisak gasa: to je on vei, bie vea i koliina rastvorenog gasa u vodi. ALKALITET VODE

Alkalitet vode predstavlja mjeru sposobnosti vode da neutralie kiseline u svom sastavu. Po definiciji predstavlja koliinu sone ili sumporne kiseline potrebne da pri titraciji 1 litra vode neutralie jake i slabe baze, to se utvruje promjenom boje indikatora. Razlikuje se P i M alkalitet vode.

ODREIVANJE P-ALKALITETA (PA)

P-alkalitet se odreuje titracijom odreene zapremine uzorka vode standardnim rastvorom HCl (0,1 mol/L) uz indikator fenolftalein (prelazna takapH= 8,3).POTREBNI REAGENSI Stanadardni rastvor HCl (0,1 mol/L)

Fenolftalein

POSTUPAK

Otpipetira se 100 ml uzorka u Erlenmajer tikvicu od 300 ml, doda nekoliko kapi fanolftaleina I ukoliko se rastvor oboji ruiasto, titrira standardnim radtvorom HCl do nestanka boje.

PA = 0.00 (mgCaCO3/L)ODREIVANJE M-ALKALITETA (MA)

M-alkalitet se odreuje titracijom odreene zapremine uzorka vode standardnim rastvorom HCl (0,1 mol/L) uz indikator metiloran (prelazna takapH= 4,6).

POTREBNI REAGENSI Stanadardni rastvor HCl (0,1 mol/L)

Metiloran

POSTUPAK

Istom uzorku, nakon odreivanja p-alkaliteta, doda se 1-2 kapi metilorana i nastavi titracija rastvorom HCl (0,1 mol/L) do prelaza boje iz ute u narandastu.Ukupan utroak rastvora kiseline za 100 ml vode predstavlja m-alkalitet.

MA = 172.9 (mgCaCO3/L)ELEKTRINA PROVODLJIVIST VODE

ista voda je lo provodnik elektrine struje. Ova osobina se mijenja od trenutka kada se u vodi nau rastvorene soli, kiseline i (ili) baze. Poveanje elektrine provodljivosti ovakve vod je posledica disocijacije odnosno pojave jona.

Apsolutno ista voda na 20 oC ima elektrinu provodljivist 0,44 S/cm.

ODREIVANJE ELEKTRINE PROVODLJIVOSTI

APARATURA instrument za mjerenje el. provodljivosti

elektrode ( za laboratorijska ispitivanja)

termometar

vodeno kupatilo ( sa mogunou odravanja temperature 25,0 oC 0,1 oC ).

REAGENSI uzorak vode, dvostruko destilovana i dejonizovana voda

kalijev hlorid ( standardna otopina c(KCl) = 0,1 /0,01/0,001 mol/L)

platina, otopina.

POSTUPAK

Aparaturu pripremiti prema uputstvu.Ukoliko nije poznata konstanta elektrode, moe se odrediti pomou otopina kalijevog hlorida. El. prevodljivost se odreuje uranjanjem elektrode u uzorak vode i oitavanjem dobijene vrijednosti. Za precizno mjerenje, temperatura uzorka i elektrode treba da bude 25,00,1 oC.

Prema izvedenoj laboratorijskoj vjezbi 25=3.85 S/cm. PORJEKLO

POSTUPAK

prirodna

ista

meka

destilovana

kondenzovana

demineralizovana

otpadna

higijensko sanitarna

kotlovska

rashladna

za pranje

pogonska

atmosverska

povrinska

podzemna

VODA

NAMJENA