Методическая разработка Занимательная химия (стр. 5 )

Вода, в которой растворены соли кальция и магния, обладают жесткостью. Жесткая вода образует слои накипи на внутренних стенках паровых котлов и кипятильников; в ней плохо завариваются пищевые продукты, при стирке белья в жесткой воде плохо образуется пена. Количественно жесткость воды выражают числом миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния, содержащихся в 1 л (1мг-экв Mg2+ -12,16 мг; 1 мг-экв Са2+ - 20,04 мг). В зависимости от жесткости различают следующие типы вод: очень мягкие (0 – 1,5 мг-экв/л); мягкие (1,5 – 3,0 мг-экв/л); среднежесткие (3,0 ­– 4,5 мг-экв/л); довольно жесткие (4,5 – 6,5 мг-экв/л); жесткие (6,5 – 11,0 мг-экв/л); очень жесткие (свыше 11,0 мг-экв/л).

Реактивы и оборудование

1. Раствор комплексона III, сэ = 0,05 М.

2. Аммонийная буферная смесь с рН 9,2 (По 100 мл 20%-ных растворов NH4Cl и NH3.H2O разбавить до 1 л дистиллированной водой).

3. Эриохром черный Т – индикатор.

4. Бюретки, вместимостью 25 мл.

5. Колбы для титрования.

6. Пипетки разной вместимости.

Анализируемую природную воду подщелачивают до рН~10 аммонийной буферной смесью.

Пробу воды титруют стандартным раствором комплексона III, который готовят по точной навеске химически чистого препарата. При высокоточных анализах его раствор стандартизируют по раствору сульфата магния, приготовленного из фиксанала.

Выполнение работы. В коническую колбу пипеткой Мора или мерной колбой вводят 100 мл анализируемой воды, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, прибавляют по каплям раствор эриохрома черного Т до хорошо заметной, но не очень яркой винно-красной окраски (или вводят на шпателе несколько крупинок сухой смеси эриохрома с хлоридом натрия).

После этого титруют воду стандартным раствором комплексона III до перехода винно-красной окраски в синюю; в конце титрования раствор комплексона прибавляют по каплям.

Повторяют титрование 2-3 раза, берут среднее из близких отсчетов и вычисляют общую жесткость воды (в мг-экв Са2+ и Mg2+ на 1л) по формуле;

мг-экв/л,

где сэ(Т) – молярная концентрция эквивалента раствора комплексона III;

V1– объем стандартного раствора комплексона III, затраченный на титрование, мл;

V – объем воды, взятый для анализа, мл.

Пример. На титрование 100 мл природной воды израсходовано в среднем 17,60 мл 0,0500 М раствора комплексона III. Найти общую жесткость воды.

мг-экв/л.

Работа 6. Определение кальция и магния в водной

вытяжке из почвы

Реактивы и оборудование

1. Раствор комплексона III, сэ = 0,05 М.

2. Аммонийная буферная смесь.

3. Эриохром черный Т.

4. Мурексид.

5. Колбы для титрования.

6. Бюретки, вместимостью 25 мл.

7. Пипетки разной вместимости.

8. Фильтры «синяя лента».

9. Раствор NaOH, 2М.

Определение основано на титровании пробы почвенной вытяжки стандартным раствором комплексона III с двумя индикаторами: эриохром черным Т и мурексидом. В начале определяют суммарное содержание кальция и магния, титруя пробу водной вытяжки почвы стандартным раствором комплексона III в присутствии эриохрома черного (рН 9 – 10). Затем находят содержание только ионов кальция, титруя пробу водной вытяжки раствором комплексона III в присутствии мурексида при рН>11. По разности этих двух определений находят содер-е ионов магния.

Приготовление водной вытяжки из почвы. Из сухой измельченной и просеянной через сито с отверстиями 1 мм почвы берут навеску 20,00 г (на технохимических весах), переносят в коническую колбу вместимостью 250 мл, приливают 100 мл дистиллированной воды, закрывают пробкой и встряхивают на вибраторе 5-10 мин. Вытяжку фильтруют через большой складчатый фильтр (если фильтрат окажется мутным, вторично пропускают его через тот же фильтр).

Выполнение работы. а) Определение суммарного содержания кальция и магния. 10 – 20 мл полученной вытяжки переносят пипеткой в колбу для титрования, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, вносят шпателем несколько крупинок эриохрома черного и титруют стандартным раствором комплексона III до перехода винно-красной окраски в синюю.

Титрование повторяют 3 раза и берут среднее арифметическое из сходящихся отсчетов. Суммарное количество мг-экв кальция и магния в 1000 мл вытяжки (что соответствует 100 г почвы) вычисляют по формуле:

где –молярная концентрация эквивалента раствора комплексона III;

VT–объем станд-го раст-а комплексона III, зат-ый на титрование, мл;

– объем водного экстракта, взятый для анализа, мл.

б) Определение содержания кальция. 20 мл исходного экстракта переносят пипеткой в колбу для титрования, приливают 2 мл раствора гидроксида натрия (или калия) (с = 2 М), вносят шпателем 5 – 10 мг мурексида, медленно титруют раствором комплексона III до перехода розовой окраски в сине-фиолетовую, не обесцвечивающуюся в течение 3 мин. Повторив титрование 3 раза, берут среднее из сходящихся отсчетов.

Число мг-экв кальция в 100 г почвы вычисляют по приведенной выше формуле:

мг.

в) Определение содержание магния. Массу магния вычисляют по разности:

; мг.

Работа 7. Измерение рН колориметрическим методом

Кислотность среды необходимо учитывать в самых разно­образных химических и биохимических процессах. В клинических, биохи­мических, санитарно-гигиенических, научно-исследовательских и других лабо­раториях часто приходится измерять рН.

Цель лабораторного занятия – установление рН колориметрическим методом – по изменению рН индикатора

Установление рН колориметрическим методом

Метод основан на способности кислотно-основных индикаторов изменять окраску в зависимости от концентрации водородных и гидроксильных ионов, присутствующих в растворах и суспензиях. Окраска индикатора изменяется внутри определенного интервала рН, который зависит от свойств индикатора.

Способ установления рН с помощью универсальной индикаторной бумаги очень прост и заключается в следующем: узкую полоску бумаги опускают в исследуемый раствор и сравнивают окраску смоченной части с полоской стандартной цветной шкалы.

Метод является наиболее простым и быстрым, что важно при работе в полевых условиях, массовых анализах и позволяет контролировать рН сразу при отборе проб. Величину рН можно устанавливать как в растворах, суспензиях, так и в биологических жидкостях, срезах тканей, растений, фруктов, т. е. в любых влагосодержащих объектах.

Выполнение эксперимента. Для устанавления рН опускают или прилагают к срезу влажных твердых объектов полоску универсальной бумаги и сравнивают ее со стандартной шкалой и находят в ней полоску, наиболее совпадающую по цвету с опытной. Окраска стандартной шкалы, с которой совпала и окраска испытуемой полоски бумаги, указывает на соответствующее значение рН в объекте. Если окраска опытной полоски не подходит ни к одной окраске шкалы, то следует брать среднее между двумя приближенными окрасками полосок стандартной шкалы. Значения рН анализируемых объектов заносят в табл. 5.

Таблица 5. Значения рН

№ п/п	Анализируемый объект	Значение рН
1.
2.

ЛИТЕРАТУРА

1.  , , . Практикум по аналитической химии (для нехимических специальностей): Махачкала: Полиграф “Экспресс”, 2003. 144 с.

2.  Основы аналитической химии. В двух книгах. Под ред. акад. РАН . М.:Высшая школа, 1996, 1999, 2000.

3.  Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. акад. РАН . М.: Высшая школа, 2001.

4.  Практикум по физико-химическим методам анализа. Под ред. . М.: Химия, 1987.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………..3

Характеристика аналитических реакций, условия и способы их выполнения 2

Работа №1. Реакции обнаружения катионов и анионов. 2

Работа №2. Анализ вещества неизвестного состава. 2

Хроматографический метод разделения и обнаружения элементов 2

Работа №3. Определение железа и меди в пищевых продуктах методом бумажной распределительной хроматографии. 2

Титриметрический анализ. 2

Работа 4. Определение содержания щелочи в растворе. 2

Работа 5. Определение общей жесткости воды.. 2

Работа 6. Определение кальция и магния в водной вытяжке из почвы 2

Работа 7. Измерение рН колориметрическим методом.. 2

Литература………………………………………………………46

Абдурашидова Мереса Рагимовна

.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ХИМИЯ

Отпечатано в типографии ДГТУ

Тираж 500 эак.568-12

МЕТОДИЧЕСКАЯ

РАЗРАБОТКА

Абдурашидова Мереса Рагимовна

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ХИМИЯ