Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия строительных материалов» (стр. 10 )

Са (НС03)2 = CaC03  +  C02  + Н20

поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой или временной.

2. Некарбонатная жесткость вызывается присутствием в воде суль­фатов (а также хлоридов) кальция и магния. Кипячением она не устраняется и поэтому называется постоянной. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости дает общую жесткость воды.

3. Карбонатную жесткость определяют титрованием определенно­го объема воды раствором НСl с метиловым оранжевым. Химизм процесса выражается уравнениями:

Са (НС03)2 +2HCI = СаС12 + 2С02 + 2Н20

Mg (НС03)2 + 2НС1 = MgCl2 + 2С02 + 2Н20

4. В коническую колбу отмерьте пипеткой 100,0 мл анализируемой воды. Прибавьте 2—3 капли метилового оранжевого и титруйте раствором НС1 до перехода желтой окраски индикатора в бледно-розовую.

5. Повторите, титрование2—Зраза и из сходящихся отсчетов возьмите среднее. Удобно выполнять титро­вание со «свидетелем».

6. Чтобы вычислить карбонатную жесткость в тысячных долях эк­вивалентной массы (по ГОСТу) на 1 л воды, находят нормальную концентрацию раствора солей и умножают ее на 1000:

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1. Почему возникает необходимость определения жесткости воды?

2. Виды жесткости воды?

3. Вычисление карбонатной жесткости?

Лабораторное занятие 7. Изучение адсорбции ПАВ на угле

Цель занятия: Рассчитать удельную адсорбцию ПАВ (СН3СООН) на угле: построить изотермы адсорбции: графически определить константы уравнения Фрейндлиха и проверить его применимость в адсорбции органических кислот из растворов на угле.

Методика проведения работы:

1. Оборудование и реактивы: аппарат для встряхивания растворов в колбах; весы; 12 плоскодонных колб вместимостью 100 мл с резиновыми пробками;; 6 стеклянных воронок; пипетки вместимостью 25 мл и 10 мл; стеклянная палочка; фарфоровая ступка; березовый активированный уголь марки БАУ или таблетки карболена бумажные фильтры раствор уксусной кислоты концентрации 0,2 моль/л; раствор фенолфталеина; фарфоровая ступка.

2. Из исходного раствора уксусной кислоты готовят последовательным разбавлением вдвое 6 растворов по 50 мл каждого. Объемы растворов и воды отмеряет с помощью пипеток вместимостью 25 мл.

3. На весах отвешивают 6 навесок активированного угля (по 1 – 4 г, согласно варианту задания), предварительно растертого в ступке.

4. В каждую колбу с раствором СН3СООН вносят навеску угля и закрывают пробкой. Растворы с углем тщательно перемешивают или помещают на качалку для встряхивания примерно на 10 мин. Затем оставляют стоять на 40 – 60 мин, периодически взбалтывая суспензию угля для ускорения достижения адсорбционного равновесия.

5. Определяют концентрацию исходного раствора уксусной кислоты (сисх). Для этого в 3 колбы отмеряют пипеткой или бюреткой по 10 мл исходного раствора кислоты и титруют раствором NaOH концентрации 0,1 моль/л в присутствии фенолфталеина. Из трех определений находят средний результат (Vсредн).

6. По истечении заданного времени адсорбции суспензию угля отфиль-тровывают через фильтры, смоченные растворителем,  в конические колбы вместимостью 100 мл (центрифугируют). Первые порции фильтратов (10-15 мл) отбрасывают, так как в них концентрации кислоты может быть понижена за счет адсорбции фильтровальной бумагой. Концентрацию равновесного раствора кислоты (cравн) в фильтратах определяют так же, как и сисх, но для титрования растворов с более низкой концентрацией (начиная с третьей колбы) применяют раствор щелочи меньшей  концентрации (0,02 моль/л). Из результатов трех титрований находят средний для каждого раствора.

7. Концентрацию кислоты с0 рассчитывают на основании величины сисх. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицы. Строят график lg (x/m)= f (cравн). Определяют значения lg K, K, tg б = 1/n. При расчете tg б кюветы треугольника выражают в тех величинах, которые отложены на осях координат, т. е. lg (x/m) и lg cравн. Строят график lg (x/m)расч = f (cравн). Делают вывод о концентрационных пределах применимости уравнения Фрейндлиха к адсорбции уксусной кислоты на угле.

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1. Как связаны эмпирическим уравнением изотермы Фрейндлиха величина удельной адсорбции А для твердых адсорбентов и равновесная концентрация в растворе при постоянной температуре?

2. Как строят график изотермы адсорбции х / m = f (cравн)?

3.Что такое поверхностно-активные вещества?

Лабораторное занятие 8. Исследование кинетики набухание желатина

в зависимости от рН – среды

Цель занятия: Рассчитать степень набухания по приросту объема; построить график зависимости степени набухания желатина то рН растворов; определить значение изоэлектрической точки по минимуму набухания.

Методика проведения работы:

1.Степенью набухания называется количество жидкости поглощенной 1г  вещества по отношению к весу сухого вещества. Степень набухания можно определить по приращению объемов вещества.

Расчет степени набухания в % проводят по формуле:

Q = a2 – a1/ a1 * 100  (1)

где: Q – степень набухания,%

  a1 и a2 – объем или вес вещества до и после набухания

2.В шесть узких пробирок одинакового диаметра вносят по 0,02г порошка желатина и добавляют по 10 мл буферной смеси, указанной в таблице:

№ пробирки	Состав буферной смеси в мл	рН смеси	Объем или вес желатина в мл	Прирост объема  в мл	Степень набухания в %
0,1Н СН3СООН	0,1Н СН3СООNa	До набухания	После набухания
1 2 3 4 5 6	9 7 5 3 1 10	1 3 5 7 9	3,8 4,4 4,7 5,1 6,7 7,0

3.Пробирки осторожно встряхивают, отмечают объем занимаемый желатином и осталяют стоять 1 час. По меткам пробирок (или при помощи плоской миллиметровой бумаги) определяют высоту желатина после набухания и рассчитывают степень набухания по приросту объема по формуле (1).

4.Строят график в зависимости степени набухания желатина от рН растворов. Значение изоэлектрической точки определяют по минимуму набухания.

5.Влияние электролитов на степень набухания желатина.

В шесть пробирок насыпают по 0,1 г желатина. Затем в 5 пробирок быстро наливают по 8 мл 0,5 Н растворов солей указанных в таблице, а в шестую (контрольную) 8 мл воды. Содержимое пробирок оставляют на 1 час, периодически перемешивая. По истечение времени измеряют высоту набухшего желатина, полученные данные вносят в таблицу. В зависимости от влияния ионов на процесс набухания их располагают в лиотропный ряд. Причем отмечают, какие ионы усиливают набухание желатина по сравнению с водой и какие тормозят его.

№ пробирок	K2SO4	KCl	KBr	KCNS	KI	H2O
Cоли
Высота столба желатина после набухания

6. Отчет: 1.Результаты внести в таблицу. 2.Построить график зависимости степени набухания от среды и определить изоэлектрическую точку. 3.Установить по набуханию лиотропный ряд ионов

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1. Что называют степенью набухания?

2. Как расчитать степень набухания в %?

3. Что такое лиотропный ряд?

Лабораторное занятие 9. Влияние рН на устойчивость белков

Цель занятия: Определение изоэлектрической точки желатина; определить значение изоэлектрической точки казеина.

Методика проведения работы:

1.Устойчивость белковых растворов сильно зависит от рН среды. Наличие зарядов на белке в кислой и щелочной области от изоэлектрической точки приводит к повышению гидратации белковых молекул и их растворимости. В изоэлектрической точке растворимость наименьшая, и в этой точке белковые растворы обладают минимальной устойчивостью. Измеряя рН раствора белка в различных буферных растворах, можно по минимуму растворимости определить изоэлектрическую точку белка. В минимуме растворимости частицы белка сильно агрегируют, и мутность раствора повышается, поэтому изоэлектрическую точку белков можно определить по максимуму помутнения.

2.а) определение изоэлектрической точки желатина. В пяти пробирках составляют буферные системы по таблице:

Таблица  1

№ пробирок	Состав буферной смеси, мл	РН смеси	0,5 % р-р желатина	Спирт этиловый	D, оптическая плотность	ф, степень мутности
0,1Н СН3СООН	0,1Н  СН3СООNa
1 2 3 4 5	1,8 1,4 1,0 0,6 0,2	0,2 0,6 1,0 1,4 1,8	3,8 4,4 4,7 5,1 5,7	1 1 1 1 1	4 4 4 4 4

3.В каждую пробирку с буферной смесью прибавляют по одному мл 0,5% - ного раствора желатина и перемешивают. Затем прибавляют по 4 мл этилового спирта и немедленно вновь перемешивают. С помощью нефелометра определяют оптическую плотность растворов D, на основании которой рассчитывают мутность ф:

ф, = 2-3 / l D

Таблица  2

№ пробирок	Состав буферной смеси, мл	РН смеси	0,5 % р-р казеина	D, оптическая плотность	ф, степень мутности
0,1Н СН3СООН	0,1Н  СН3СООNa
1 2 3 4 5	9 7 5 3 1	0 2 4 6 8	3,8 4,4 4,7 5,1 5,7	1 1 1 1 1

5.В каждую пробирку прибавляют по 1 мл 0,5 % - го раствора казеина. После прибавления раствора казеина смесь в каждой пробирке тщательно взбалтывают. Измеряют оптическую плотность растворов, рассчитывают мутность. Изоэлектрическую точку казеина определяют из графика зависимости ф, = f (рН).