litceysel.ru
добавить свой файл
  1 2 3

2 Обладнання, прилади, реактиви

1. Лабораторна установка для зм’якшення води (див. рисунок).

2. Секундомір.

3. Мірна скляна склянка місткістю 1 л з поділками.

4. Реактиви для визначення жорсткості води за наведеною нижче методикою.




Рис. 6.   Лабораторна установка для зм’якшення води:

1 – посудина з досліджуваною водою; 2 – посудина з дистильованою водою; 3 – катіонітовий фільтр; 4 – вентиль для подачі дистильованої води; 5 – вентиль для подачі досліджуваної води; 6 – вентиль для регулювання швидкості фільтрування; 7 – вентиль для випуску повітря з установки; 8 – вентиль


3. Проведення роботи

1. Визначають жорсткість досліджуваної води за приведеною нижче методикою (ДСТ 4151-72).

2. Регулюють швидкість фільтрування води, яка має бути під час досліду постійною і рівною 10 м/год. Для цього відкривають повністю вентилі 4 і 8, вентилем 6 регулюють швидкість фільтрування. Швидкість визначають об’ємним способом. Вимірюють секундоміром час наповнення склянки визначеної ємкості. Знаючи витрату і площу перерізу фільтра, обчислюють швидкість фільтрування.

3. Закривають вентиль 4 (вентиль 6 залишають без зміни). Надлишок води зливають, залишаючи над катіонітом її шар висотою 1-2 см. Для цього є вентиль 8.

4. Повністю відкривають вентилі 5 і 8. Через 1 5 хв від початку досліду і далі, через кожні 30 хв протягом досвіду відбирають з колби проби пом’якшеної води для визначення жорсткості.

За годинником відзначають час початку і кінця досліду. Початком його вважається час подачі перших порцій вихідної води в катіонітовий фільтр, кінцем   момент досягнення жорсткості фільтрату, рівної 0,06 – 0,1 м-екв/л (за завданням викладача).


Результати визначень зводять у таблицю (див. далі).


4. Розрахунок робочої обмінної ємності катіоніта

1. Визначають об’єм вихідної води W (м3), що пройшла через катіонітовий фільтр протягом досліду:

W= Q × t ,

де Q – витрата води, яка проходить через фільтр, м3/год,

t – час проведення досліду, год:

2. Обчислюють робочу обмінну ємкість катіоніту,(г-екв/м3):



де Жо – жорсткість вихідної води, м-екв/л;

Wкат – об’єм катіоніту завантаженого у фільтр, м3


5. Визначення загальної жорсткості води

Загальну жорсткість питних, підземних і поверхневих вод відповідно до ДСТ 4151-72 визначають комплексометричним методом.

Метод заснований на зв’язуванні іонів кальцію і магнію в комплексні сполуки, що супроводжується зміною фарбування індикатора.


6. Реактиви, посуд, прилади

1. Розчин комплексону Ш (трилон Б, двозаміщена натрієва сіль чотирьохосновний етилендіамитетрауксусної кислоти) з молярною концентрацією 0,025 моль/л: 18,6 м комплексона Ш ч.д.а. розчиняють у дистильованій воді і доводять об’єм до 1л.

2. Буферний розчин.

3. Розчин еріохрому чорного Т.

4 Колби конічні на 250 мл.

5. Піпетки на 5 і 100 мл.

6. Бюретки на 25 мл з краником.

7. рН - метр зі скляним електродом і „електродом порівняння”.


7. Методика виконання роботи

До 100 мл проби додають 5 мл буферного розчину. Після перемішування пробу титрують розчином комплексону Ш в присутності індикатора до переходу червоно-фіолетового фарбування в синє.


8. Розрахунок

Загальну жорсткість X (м-екв/л) визначають за формулою




де V1 – об’єм витраченого комплексону Ш, мл;

К – коефіцієнт для приведення концентрації розчину комплексону Ш до точно молярної концентрації, 0,025;

V – об’єм проби, мл.

Результати округляють за таблицею:


Таблиця 7


Діапазон концентрацій, м-екв/л

0,05–1

1–2

2–5

5–10

Округлення результатів, м-екв/л

0,02

0,05

0,1

0,2


Примітка. Надкислотні чи надлужні проби перед дослідженням нейтралізують. Титрування повинне продовжуватися не більше 5 хв.


Таблиця 8.


Час початку і кінця досліду

Тривалість фільтроциклу, t год

Витрата води, Q, м3\год

Швидкість фільтрування, м/год

Об’єм катіоніту у фільтрі,Wкат м3


Жорсткість вихідної води, Ж0, м-екв/л

Жорсткість фільтрату, м-екв/л

Робоча обмінна ємкість катіоніту, Ероб, г-екв/м3

Паспортна обмінна ємкість катіоніту, г-екв/м3

Через 15 хв після початку досліду

Через 45 хв після початку досліду

Через 75 хв після початку досліду




































Лабораторна робота №6

Зм’якшення води вапняно - содовим методом


1. Загальні положення

За ДеСанПіНом припустимою загальною жорсткістю для господарсько-питного водопостачання вважається жорсткість не більше 7 м-екв/л.

Вапняно-содовий метод пом’якшення води є найбільш розповсюдженим. Він дозволяє залишкову жорсткість знизити до 0,5-1 м-екв/л, а лужність води - до 0,8-1,2 м-екв/л. Вапно усуває карбонатну жорсткість, обумовлену присутністю гідрокарбонатів кальцію і магнію, за рахунок створення гідроксиду магнію і карбонату кальцію, а магнезіальну жорсткість (частину некарбонатної жорсткості, зумовлену присутністю різних солей магнію) переводить у кальцієву жорсткість.


Реакції, що протікають під час обробки води вапном:

,

,

,

чи

Сода усуває некарбонатну кальцієву жорсткість води завдяки утворенню осадів карбонату кальцію:

CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl

CaSO4+Na2CO3= CaCO3+Na2SO4

чи Ca2++CO2-3=CaCO3.

При проведенні пом’якшення вапняно-содовим методом важливо встановити необхідні дози вапна та соди.


2 Обладнання, прилади, реактиви

1. Водяна баня.

2. Бюретка.

3. Мірна колба місткістю 200 мл.

4. Піпетки на 50 і 100 мл.

5. Плоскодонні колби місткістю 300 і 500 .

6. Скляна лійка.

7. Паперові фільтри.

8. Конічна колба місткістю 250 мл.

9. Фенолфталеїн.

10. Розчин соляної кислоти з молярною концентрацією 0,1 моль/л.

11. Вапняний розчин із вмістом СаО 1 мг/мл.

12. Розчин соди 5 %-ний.


Опис роботи


3.1. Визначення дози вапна

У мірну колбу місткістю 200 мл наливають піпеткою 50 мл вапняного розчину з вмістом СаО 1 мг/мл, доливають до позначки досліджуваною водою і збовтують колбу. Потім переливають розчин у плоскодонну колбу місткістю 300 мл, закривають її скляною лійкою і вміщують на 5 хв. у киплячу водяну баню (для укрупнення кристалів осаду, що випав). Розчин охолоджують до 20°С і фільтрують через фільтр „синя стрічка” в конічну колбу ємкістю 250 мл. Першими порціями фільтрату сполоскують колбу, після чого їх виливають.


Відбирають піпеткою 50 мл профільтрованої рідини в конічну колбу місткістю 250 мл, додають 2-3 краплі фенолфталеїну (розчин повиннен стати рожевого кольору) і додають краплями з бюретки розчин соляної кислоти з молярною концентрацією 0,1 мл/м до зникнення рожевого забарвлення.

Об’єм вапняного розчину VСaО , необхідний для пом’якшення взятої кількості досліджуваної води (150 мл), обчислюють за формулою

,

де V1 – об’єм взятого для визначення вапняного розчину, мл (тут 50 мл);

V2 – об’єм розчину соляної кислоти, витрачений на титрування 50 мл фільтрату:

N – молярна концентрація розчину соляної кислоти;

СCaO – концентрація вапняного розчину, мг/мл;

ЭCaO – міллі-еквівалент СаO;

4 – коефіцієнт розведення вапняного розчину досліджуваною водою.

Дозу окису кальцію ДCaO (мг/л), необхідну для пом’якшення досліджуваної води, визначають за формулою

,

де 200 – загальний об’єм досліджуваної води, мл.


3.2. Визначення дози соди

У мірну колбу місткістю 200 мл наливають піпеткою 100 мл досліджуваної води і VCaO мл вапняного розчину. Збовтують колбу протягом 1-2 хв, додають 3 мл 5 %-ного розчину соди і доливають досліджуваною водою до позначки. Після повторного збовтування виливають вміст у плоскодонну колбу місткістю 500 мл і занурюють на 5 хв у киплячу водяну баню. Охолоджують розчин до 20 °С і фільтрують. Потім відбирають піпеткою 100 мл фільтрату в конічну колбу місткістю 250 мл і визначають кількість залишкової соди у фільтраті шляхом титрування розчином соляної кислоти з молярною концентрацією 0,1 моль/л у присутності метилового жовтогарячого.

Об’єм розчину соди (мл), необхідний для пом’якшення взятої кількості досліджуваної води, обчислюють за формулою

,

Де V3 – об’єм узятого для визначення розчину соди, мл;

V4 – об’єм розчину соляної кислоти з молярною концентрацією 0,1 моль/л, який було затрачено на титрування 100 мл фільтрату, мл;

N – молярна концентрація розчину соляної кислоти;

Э –міллі-еквівалент соди;

C – концентрація соди, мг/мл.

Дозу соди (мг/л) знаходять за формулою

.


3.3. Визначення залишкової жорсткості води

У мірну колбу місткістю 250 мл наливають 20 мл досліджуваної води, вапняного розчину і розчину соди, доводять до позначки дистильованою водою, занурюють колбу на 5 хв у киплячу баню, потім охолоджують розчин до 20 °С і фільтрують через щільний складчастий фільтр.

Відбирають 100 мл фільтрату і визначають загальну жорсткість комплексометрічним методом за ДСТ 4151-72 .

При обчисленні загальної жорсткості зм’якшеної води треба враховувати, що об’єм досліджуваої води дорівнює 200 мл, а витрата розчину трилону Б в 2,5 разу більше витраченого на титрування 100 мл фільтрату.

Результати дослідів вносять у таблицю.

Таблиця 9

Жорсткість води до пом’якшення,

м-екв/л


Доза вапна,

мг/л

Доза соди,

мг/л

Жорсткість пом’якшеної води,

м-екв/л

Примітка


















3. ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

При роботі в лабораторії студенти особливу увагу повинні звертати на техніку безпеки і дотримуватися правил безпечної роботи: вміти користуватися хімічним посудом, реактивами, розчинами і нагрівальними приладами. Застосовуваний в лабораторії хімічний посуд у більшості випадків скляний, тонкостінний і тендітний, тому потребує дбайливого користування, бо при недбалому поводженні з ним можливі різні поранення (порізи рук склом та ін.). При роботі хімічний посуд слід тримати в руках обережно (не стискати сильно пальцями). При його митті водою необхідно стежити за тим, щоб не пробити стінки чи дно. У випадку невеликого порізу треба видалити скалки, змити кров навколо рани ватним тампоном, змоченим розчином марганцевокислого калію, змазати йодом, зав’язати бинтом чи заліпити лейкопластиром. При невеликих порізах рани можна покрити клеєм БФ-6 (для обробки мікротравм). При глибоких артеріальних ранах після видалення скла руку треба міцно перев’язати джгутом вище порізу, видалити кров навколо рани, накласти кілька шарів стерильної марлі, потім товстий шар гігроскопічної вати і звернутися до лікаря.

Велике значення має знання сполук, з якими доводиться працювати в лабораторії. Багато з них можуть бути хімічними отрутами, при необережному поводженні можуть стати причиною хімічних опіків і отруєнь. До таких речовин відносяться насамперед рідкі кислоти і луги. Усі реактиви й розчини, які використовуються в лабораторії, повинні знаходитися в закритому посуді з чітким написом, який вказує назву і концентрацію реагенту. При попаданні сильних кислот на шкіру слід негайно змити облите місце водою, а потім 5 %-ним розчином двовуглекислої соди. При опіку лугами рекомендується обмити уражене місце водою, а потім 2%-ним розчином оцтової кислоти. Якщо кислота пролилася на підлогу, її треба засипати піском, потім зібрати його і винести з приміщення, а облите місце промити розчином соди. При роботі з реактивами необхідно пам’ятати, що наповнення піпеток для виміру малих об’ємів кислот, лугів та інших речовин виконують тільки за допомогою гумової груші. Засмоктування ротом категорично забороняється! Усю роботу зі шкідливими й отруйними речовинами необхідно проводити у витяжних шафах.


Нагрівальні прилади слід встановлювати на теплоізоляційні підставки. При необережній роботі можливі теплові опіки від самого приладу і нагрітого хімічного посуду. Не рекомендується брати гарячий посуд руками. Нагріті предмети беруть щипцями, колботримачами, джгутом з рушника. Необхідно уважно стежити за роботою нагрівальних приладів і не залишати їх без догляду. У випадку опіків першого ступеня (почервоніння) на обпалене місце треба накласти вату, змочену розчином марганцевокислого калію, концентрація якого мусить бути тим більше, чим сильніше опік. Можна використовувати і мазі від опіків. При опіках другого ступеня (міхури) обпалене місце обробляють розчином марганцевокислого калію чи 5 %- ним розчином таніну. При опіках третього ступеня (руйнування тканин) рану покривають стерильною пов’язкою і викликають лікаря. У приміщенні лабораторії, де працюють студенти, завжди повинні бути напоготові протипожежні засоби: вогнегасники, азбест, пісок. Не допускається гасити водою олію, гас, бензин, сірковуглець та ін.

Кожен студент перед початком роботи в лабораторії зобов’язаний ознайомитися з „Інструкцією з техніки безпеки для працюючих у хімічних лабораторіях”.


ДОДАТОК

Послідовність оформлення лабораторного журналу


Дата:

Лабораторна робота №...

Назва роботи


Мета роботи:


Обладнання, прилади, реактиви:


Хід роботи (методика визначення):


Схема лабораторної установки:


Таблиця вихідних даних і результатів:


Формули та розрахунки:


Висновки:


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Николадзе Г.И., Минц Д-М., Кастальский А.А.Подготовка воды для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения. - М.: Высшая школа, 1984.

2. Вода питна. Методи аналізу. - М.: Державні стандарти СРСР, 1984.


3. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды/ Под ред. Л.А.Кульского, И.Т.Гороновского, А.М.Когановского и др. - Київ: Наук.думка, 1960.

4. Кульский Л. А./Левченко Т.М., Петрова М.У, Хімія і мікробіологія води: Практикум. – К.: Вища школа, 1976.


Навчальне видання


Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу “Технологія очищення природних вод” (для студентів 4-5 курсу денної і заочної форм навчання, екстернів і іноземних студентів спец. 7.092601   “Водопостачання і водовідведення”)


Укладач: Тихонюк-Сидорчук Вікторія Олегівна


Редактор М.З. Аляб’єв

Коректор З.Ы.Зайцева

Комп’ютерна верстка Зражевська Н.В.


План 2006, поз. 354

____________________________________________________________________

Підп. до друку 28.02.06 Формат 60х84 1/16 Папір офісний.

Друк на ризографі Обл. – вид. арк. 2,5 Умовн.-друк. арк. 3

Замовл. № Тираж 100 прим.

____________________________________________________________________

61002 Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12

____________________________________________________________________

Сектор оперативної поліграфії при ІОЦ ХНАМГ

61002 Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12



<< предыдущая страница