TVRDOĆA VODE
Tvrdoća vode potiče od rastvorenih soli kalcijuma i magnezijuma.
Ukupna tvrdoća vode (UT) predstavlja ukupan broj kalcijumovih i magnezijumovih jona rastvorenim u 1 dm3 vode, bez obzira na to sa kojim anjonima se nalaze u ravnoteži.
Razlikuju se karbonatna (KT) i nekarbonatna (NT) kao i prolazna (PT) i stalna (ST).
Ranije se PT izjednačavala sa KT a ST sa NT. Međutim, KT vode je veća od PT upravo za količinui karbonatnih jona u rastvoru, odnosno za količinu kalcijumovih i magnezijumovih jona koji se nalaze u ravnoteži sa karbonatnim jonima (usled rastvorljivosti karbonata). Takođe, NT je manja od ST za istu vrednost, odnosno za koncentraciju karbonatnih jona.
KT = PT - [ CO3 ]
NT = ST - [ CO3 ]
KT : kalcijum-bikarbonat, magnezijum-bikarbonat
NT: sulfati, hloridi i nitrati kalcijuma i magnezijuma
UT = KT + NT
U nekim slučajevima se dešava da je KT > UT, pa se dobija negativna vrednost NT i kaže se za takve vode da imaju "negativnu" tvrdoću. Ovakva pojava je uobičajena kod voda koje imaju više alkalnih hidrogen-karbonata, odnosno natrijum i/ ili kalijum-hidrogenkarbonat. U ovom slučaju pri titraciji vode jakom mineralnom kiselinom učestvuju svi bikarbonatni joni, a ne samo oni koji su u ravnoteži sa katjonima koji čine tvrdoću (Ca i Mg).
Sa uvođenjem jonske izmene u proces prerade vode, definisane su još i;
Anjonska tvrdoća (AT) koja predstavlja ukupne anjone (hloride, nitrate, sulfate), bez obzira na to sa kojim katjonima se nalaze u ravnoteži.
Bazna tvrdoća (BT) koja predstavlja zbir KT i AT i alkalno hidrogen-karbonatne tvrdoće (bikarbonati natrijuma i kalijuma).
Iako se u praksi i dalje koristi nemački stepen, najpravilnije je izražavanje tvrdoće u mg CaCO3/dm3.
Tabela 5: Koeficijenti za prevođenje stepena tvrdoće
Tvrdoća vode se izražava u mg CaCO3/dm3 vode ili u stepenima:
1°N = 10 mg CaO/dm3 vode
1°F = 10 mg CaCO3 / dm3 vode
1°E = 14,3 mg CaCO3/dm3 vode.
NT = ST - [ CO3 ]
KT : kalcijum-bikarbonat, magnezijum-bikarbonat
NT: sulfati, hloridi i nitrati kalcijuma i magnezijuma
UT = KT + NT
U nekim slučajevima se dešava da je KT > UT, pa se dobija negativna vrednost NT i kaže se za takve vode da imaju "negativnu" tvrdoću. Ovakva pojava je uobičajena kod voda koje imaju više alkalnih hidrogen-karbonata, odnosno natrijum i/ ili kalijum-hidrogenkarbonat. U ovom slučaju pri titraciji vode jakom mineralnom kiselinom učestvuju svi bikarbonatni joni, a ne samo oni koji su u ravnoteži sa katjonima koji čine tvrdoću (Ca i Mg).
Sa uvođenjem jonske izmene u proces prerade vode, definisane su još i;
Anjonska tvrdoća (AT) koja predstavlja ukupne anjone (hloride, nitrate, sulfate), bez obzira na to sa kojim katjonima se nalaze u ravnoteži.
Bazna tvrdoća (BT) koja predstavlja zbir KT i AT i alkalno hidrogen-karbonatne tvrdoće (bikarbonati natrijuma i kalijuma).
Iako se u praksi i dalje koristi nemački stepen, najpravilnije je izražavanje tvrdoće u mg CaCO3/dm3.
Tabela 5: Koeficijenti za prevođenje stepena tvrdoće
MERA
TVRDOĆE
|
I Z N O S
|
|||
mg CaCO3 / dm3
|
°E
|
°F
|
°N
|
|
mg CaCO3 / dm3
|
1,00
|
0,07
|
0,10
|
0,056
|
1°E
|
14,30
|
1,00
|
1,43
|
0,08
|
1°F
|
10,00
|
0,70
|
1,00
|
0,56
|
1°N
|
17,90
|
1,25
|
1,79
|
1,00
|
Tvrdoća vode se izražava u mg CaCO3/dm3 vode ili u stepenima:
1°N = 10 mg CaO/dm3 vode
1°F = 10 mg CaCO3 / dm3 vode
1°E = 14,3 mg CaCO3/dm3 vode.
Ocena
tvrdoće vode
|
mg
CaCO3/dm3
|
°N
|
VRLO
MEKA VODA
|
-
|
< 5
|
MEKA
VODA
|
< 70
|
5 - 10
|
UMERENO
TVRDA VODA
|
70 - 150
|
10 15
|
TVRDA VODA
|
150 - 200
|
15 -25
|
VRLO TVRDA VODA
|
>200
|
>25
|
ODREĐIVANJE KARBONATNE TVRDOĆE VODE
Ca(HCO3)2 +
2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
POSTUPAK
U erlenmajer zapremine od 300 cm3 odmeri se 100 cm3 uzorka vode za analizu i doda 2 do 3 kapi metil-oranža. Titrisati 0,1 M rastvorom HCl dok se žuta boja rastvora ne promeni u oranž.
IZRAČUNAVANJE
M(CaO) = 56 g/mol
C (HCl) = 0,1 mol/dm3
V (HCl) = 6,4 cm3 = 0,0064 dm3
100 cm3 uzorka vode za analizu
-------------------------------------------
n (HCl) = 0,1 * 0,0064 = 0,00064
mol
n (CaO) : n
(HCl) =
1 : 2
n (CaO) = 0,00032 mol
m (CaO) = 0,00032 + 56 = 0,01792 g
CaO/100 cm3 vode
KT = 17,92 °N
ili kraće:
KT = V (HCl) * 2,8 (u °N)
ODREĐIVANJE UKUPNE TVRDOĆE VODE KOMPLEKSOMETRIJSKI
REAGENSI:
- Komplekson III C= 0,01 mol/dm3
- Amonijačni pufer C = 0,2 M
- Smeša eriohrom-crno-T sa NaCl u odnosu 1:100 (indikator)
POSTUPAK
U erlenmajer se odmeri 50 cm3 uzorka vode za analizu, doda 1 cm3 pufera, i na vrh noža indikator. Titracija se vrši rastvorom kompleksona III do prelaska vino-crvene boje u nebo plavu.
IZRAČUNAVANJE
CaO
+ H2 Y = CaY
+ H2O
C (K III) = 0,01 M
V (K III) = 17,7 cm3 = 0,0177 dm3
M (CaO) = 56 g/mol
50 cm3 uzorka za analizu
----------------------------------------
n (K III) = 0,01 *
0,0177 = 0,000177 mol
n (K III) = n (CaO)
m (CaO) = 0,000177
* 56 = 0,009912 g CaO/50 cm3
0,009912 : 50 = x : 1000
X = UT = 0,1982 g/ dm3
UT = 19,82 °N
KOMPLEKSOMETRIJSKO ODREĐIVANJE SADRŽAJA KALCIJUMA U VODI ZA PIĆE (u mg/l)
REAGENSI
- Komplekson III, 0,01 M
- NaOH, 8% rastvor (za postizanje pH = 11)
- indikator MUREKSID (0,5 g mureksida, 0,15 g metilenskog plavila i 40 g natrijum-hlorida se zajedno spraši u avanu. Indikator se čuva u suvoj i dobro zatvorenoj boci zaštićenoj od vlage.)
POSTUPAK
U erlenmajer od 300 cm3 stavi se 50 cm3 uzorka vode za analizu, doda 1 cm3 8% rastvora NaOH i na vrh noža indikatora. Titrisati rastvorom K III do promene boje iz crvene u ljubičastu.
IZRAČUNAVANJE
Izračunava se po postupku kao kod određivanja UT, s tim što se umesto M (CaO) uzima u proračun atomska masa Ca tj. Ar(Ca) = 40 g/mol.
Pri utrošku kompleksona III od 12,5 cm3, sadržaj Ca iznosi 100 mg/dm3.
Prema Pravilniku, voda za piće normalno sadrži do 200 mg Ca/l dok je maksimalna dopuštena koncentracija za Mg 50 mg/l.
NAPOMENA
Titracija se mora izvesti najkasnije do pet minuta nakon dodavanja NaOH, da ne bi došlo do taloženja kalcijum-hidroksida.
IZRAČUNAVANJE SADRŽAJA MAGNEZIJUMA U VODI
MgO = UT (°N) - CaO (°N)
MgO (°N) * 2,41
= mg/l MgO
mg/l MgO *0,6
= mg/l Mg
