Интеграционные процессы в химии и экологии
Методика определения жесткости воды в условиях школьной лаборатории
Тема «Кальций и его соединения» в школьном курсе химии
Получение. Кальций получают путем электролиза его расплавленного хлорида
Использование экологических знаний при изучении темы «Кальций и его соединения
Нахождение в природе
Важнейшие соединения кальция, получаемые в промышленности
Навигация
Методика определения жесткости воды в условиях школьной лаборатории
Возможности экологического воспитания школьников при изучении темы: "Кальций и его соединения"
64057
знаков
6
таблиц
3
изображения
1.5 Методика определения жесткости воды в условиях школьной лаборатории
В настоящее время учителю химии приходиться рассматривать самые различные экологические проблемы, одна из которых – проблема чистой воды. Оценивая воду на содержание минеральных солей, отдельно выделяют концентрацию в ней солей кальция и магния, говоря о степени жесткости воды.
Мыло в жесткой воде не мылится, овощи плохо развариваются, а при использовании такой воды в паровых котлах образуется накипь, которая снижает эффективность их работы и может привести к взрыву. Жесткую воду перед употреблением целесообразно умягчить, удалив катионы кальция и магния.
Однако для жизнедеятельности организма кальций и магний необходимы, так как играют важную роль в процессах формирования костей, свертываемости крови, сокращении сердечной мышцы, передачи нервных импульсов. Установлено, что в местностях с пониженным содержанием кальция в питьевой воде сердечные заболевания более распространенны. В тоже время, употребление жесткой воды увеличивает опасность заболевания мочекаменной болезнью, неблагоприятно влияет на формирование сосудов. Избыток ионов кальция в организме приводит к отложению солей в шейном, грудном, поясничном отделах позвоночника, суставах конечностей. Отсюда следует, что важно вести контроль за содержанием солей кальция и магния в питьевой воде. А познакомиться с некоторыми простыми методами определения жесткости воды учащиеся могут на уроках химии [13].
Определение общей жесткости воды в лабораторных условиях проводят методом комплексонометрического титрования с помощью кальциево-магниевых ионоселективных электродов. Но эти методы требуют дорогостоящих и практически недоступных для школы реактивов и приборов, поэтому предлагаем более приемлемый для школьной лаборатории способ с применением соляной кислоты и ортофосфата натрия.
Метод основан на осаждение ионов Са2+ Mg2+ избытком раствора ортофосфата натрия Na3PO4 с последующим определением остатка осадителя:
3 MeCl2 + 2 Na3PO4 → Me3 (PO4)2↓ + 6NaCl
3 Me(HCO3)2 + 2 Na3PO4 → Me3 (PO4)2↓ + 6 NaHCO3.
Как видно из приведенных выше уравнений, из Me(HCO3)2 образуется эквивалентное количество NaHCO3. При титровании остатка фосфата натрия соляной кислотой одновременно оттитровывается и гидрокарбонат натрия, на определение которого расходуется такое же количество соляной кислоты, как и на определение временной жесткости воды, что необходимо учитывать в расчетах.
Методика проведения анализа
В мерную колбу, вместимостью 250 мл переносят 100 мл анализируемой воды, добавляют точно измеренный объем (например, 25 мл) 0,2 н. раствора Na3PO4 и отстаивают 30 минут. Затем доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и фильтруют через плотный бумажный фильтр в сухую емкость.
В коническую колбу объемом 250 мл отбирают 100 мл фильтрата и добавляют 2–3 капли индикатора метилоранжа, затем титруют соляной кислотой до появления бледно-розовой окраски раствора.
Параллельно определяют объем соляной кислоты, пошедшей на определение временной жесткости в идентичных условиях. Для этого берут мерную колбу вместимостью 250 мл, добавляют 100 мл анализируемой воды, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. После этого в коническую колбу для титрования отбирают 100 мл раствора, добавляют 2–3 капли метилоранжа и титруют соляной кислотой до появления бледно-розового окрашивания.
Расчеты:
1. Рассчитываем временную жесткость воды (моль/л) по формуле:
Ж в. = (Сэ (HCl) ∙ V (HCl) / Vпр.) ∙ (Vколбы / V (H2O) ∙ 1000, где V (HCl) – объем соляной кислоты, пошедшей на титрование, л;
Сэ (HCl) – молярная концентрация эквивалента соляной кислоты, моль/л;
V (H2O) – объем анализируемой воды, л;
Vколбы – объем мерной колбы, л;
Vпр. – объем воды, взятой для титрования, л.
Пример расчета представлен в Приложении 1. Сравнение полученных разными методами результатов показывает, что предлагаемый метод вполне может быть использован при определении общей жесткости воды.
Информацию о составе жесткой воды, видах жесткости и способах ее устранения можно почерпнуть из табл. 1.
Таблица 1.
| Жесткость воды и способы ее устранения | ||||
| Состав жесткой воды | Вид жидкости | Способы устранения | ||
| катионы | анионы | по составу | по способу её устранения | |
| Са 2 + | НСО-3 | карбонатная | временная | 1) нагревание 2) добавка извести 3) пропускание через ионообменник |
| Сl - SO42- | некарбонатная | постоянная | 1) добавка соды, 2) пропускание через ионообменник | |
| Сl - | общая | 1) пропускание через ионообменник 2) добавка соды | ||
Похожие работы
... разовая) – 0,01%. 4 Содержание Введение......................................................................................................................4 Глава 1. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на примере углерода и его соединений.......................................................................5 1.1 Использование межпредметных связей для формирования у учащихся ...
... [13]. Такой объединяющей идеей стал учебник "Естествознание" 5 класс под редакцией Т.С. Сухова, В.Н. Строганов [12]. Концепция учебника: Формирование у учащихся понятий и представлений о целостности и системности материального мира - одна из сложнейших задач естественно-научного образования. Главная проблема - как доступно для понимания детей раскрыть сложнейшие основы естествознания, имеющие ...
... деятельность. Поиск методов и форм обучения, способствующих воспитанию творческой личности, привел к появлению некоторых специфических способов обучения, одним из которых являются игровые методы. Реализация игровых методов обучения при изучении химии в условиях соблюдения дидактических и психолого-педагогических особенностей, повышает уровень подготовки учащихся. Слово «игра» в русском языке ...
... и гигиеническими требованиями); • соответствие учебной и физической нагрузки возрастным возможностям ребенка; • необходимый, достаточный и рационально организованный двигательный режим. Под здоровьесберегающей образовательной технологией (Петров) понимает систему, создающую максимально возможные условия для сохранения, укрепления и развития духовного, эмоционального, интеллектуального, ...
0 комментариев