Vands H Rdhed Essay, Research Paper

-1-

Bestemmelse af vands h rdhed.

Udstyr og kemikalier.

50 mL m leglas Pufferopl*sning (pH = 10)

10 mL m leglas 0,0100 M EDTA-opl*sning

250 mL konisk kolbe Ionbytter

Burette

Teori

Stoffet EDTA (ethylendiamintetraeddikesyre) er opbygget p f*lgende m de:

H O O C – C H2 H2 C – C O O H

* *

N – C H2 – C H2 – N

* *

H O O C – C H2 H2 C – C O O H

Der er tale om en tertaprot syre, men normalt forhandles den i form af dinatriumsaltet, i hvilket to H+ fra syren er udskiftet med Na+.

I tilstr kkelig basisk milj* vil alle 4 H+ v re fraspaltet, og vi har derfor f*lgende ion, der for nemheds skyld blot betegnes EDTA4- :

-O O C – C H2 H2 C – C O O-

* *

N – C H2 – C H2 – C H2 – N

* *

-O O C – C H2 H2 C – C O O-

Denne ion kan binde sig til mange ioner, fx Zn2+ , Ca2+ og Mg2+ .

I vandv rksvand findes afh ngig af h rdheden vekslende m ngder af Ca2+ og Mg2+ , der kan bestemmes ved titrering med en EDTA-opl*sning med kendt koncentration.

Med Ca2+ som eksempel har vi i basisk opl*sning:

Ca2+ + EDTA4- CaEDTA2-

Som indikator anvendes stoffet eriochromsort-T (Erio-T), der er et organisk farvestof, hvis opbygning ikke har betydning for forst elsen af titreringen, og som vi derfor blot vil kalde T. Indikatoren er bl i basisk opl*sning, men danner det st rkeste kompleks med indikatoren:

-2-

Mg2+ + T MgT 2+

Indikatoren tils ttes i forholdsvis ringe m ngde, hvorved den binder nogle a Mg2+ i vandv rksvandet, og opl*sningen bliver r*d. Det er vigtigt, at vandet indeholder tilstr kkeligt mange Mg2+ , ellers bliver omslaget n vnt i det f*lgende ikke skarpt. Man m da tils tte en kendt m ngde Mg2+ fra starten af titreringen og korrigere for denne m ngde i beregningerne. S l nge der er frie Mg2+ i opl*sningen, vil de komplekse ioner MgT2+ v re uber*rte. Efterh nden som der titreres med EDTA4- , sker der f*lgende:

F*rst bindes alle frie Ca2+ til EDTA4- :

Ca2+ + EDTA4- CaEDTA2-

Derp bindes alle frie Mg2+ til EDTA4- :

Mg2+ + EDTA4- MgEDTA2-

S snart alle Ca2+ og Mg2+ har reageret med EDTA4- , nedbrydes indikatorkomplekserne, og vi f r et farveomslag:

MgT22- + EDTA4- MgEDTA2- + T

r*d bl

Ved titreringen bestemmes alts det samlede indhold af Ca2+ og Mg2+ i vandv rksvandet.

Procedure

Der afm les med m leglas 50 mL vandv rksvand, som h ldes i en 250 mL konisk kolbe. Der tils ttes 10 mL pufferopl*sning (pH = 10), og det kontrolleres med pH-meter, at pH er t t p 10.

Der tils ttes 5 dr ber Erio-T-opl*sning.

Herefter titreres med 0,0100 M EDTA-opl*sning til farveomslag fra f*dt til bl t.

Titreringen gentages for at f en dobbeltbestemmelse.

Der udf*res endvidere en titrering magen til ovenst ende, idet der blot anvedes vand, som har st et under omr*ring med en ionbytter.

M leresultater

Forbrug af EDTA-opl*sning Til postevand 14,4mL 14,9mL

Ionbyttet vand 4,0mL

-3-

Behandling af m leresultater

Vandv rksvand:

EDTA-forbruget bestemmer som n vnt det samlede indhold af Ca2+ og Mg2+ i 50 mL vandv rksvand, men vi vil g*re den antagelse, at det alt sammen er Ca2+.

Jeg beregner under denne antagelse [Ca2+] i vandv rksvandet.

n(EDTA) = V(EDTA) * c(EDTA)

= n(Ca2+ + Mg2+) = n(Ca2+) x

[Ca2+] = n(Ca2+) / V(vand) = V(EDTA) * c(EDTA) / V(vand)

= (14,65 mL * 0,0100 M) / 50 mL = 2,93*10-3 mol/L

Nu skal jeg omregne denne koncentration til et CaO-indhold, idet resultatet angives som CaO/L.

mg CaO/L = n(Ca2+) * M(CaO) / V(vand) * 1000

= ((V(EDTA) * c(EDTA) * M(CaO)) / V(vand)) * 1000

= ((14,65 mL * 0,0100 M * 56 g/mol) / 50 mL) * 1000 = 164,1 mg/L

Vands h rdhed defineres efter en skala, hvor enheden svarer til 10 mg CaO/L. Jeg beregner h rdheden for vandv rksvandet.

H rdhed = mg CaO/L / 10 mg CaO/L.

= 164 mg/L / 10 mg/L = 16,4

Ionbyttet vand:

Efter at have beregnet h rdheden for vandv rksvand, g*r jeg nu det samme for det ionbyttede vand.

[Ca2+] = (4,0 mL * 0,0100 M) / 50 mL = 0,80 * 10-3 mol/L

mg CaO/L = ((4,0 * 0,0100 M * 56 g/mol) / 50 mL) * 1000 = 44,8 mg/L

H rdhed = (44,8 mg/L / 10 mg/L) = 4,5

-4-

Man f r naturligvis en mindre h rdhed med det ionbyttetde vand og det skyldes at det er meget mere rent. Man har jo fjernet ionerne. Dette er kan man udnytte, n r man fx vasker t*j. S skal man nemlig ikke bruge n r s meget s be, og vi forurener mindre.

Hvis jeg sammenligner mit resultat med analysen fra Liller*d Andelsvandv rk er der en forskel p 0,2. Dette er helt naturligt, da h rdheden svinger lidt op og ned hver dag.

Hans Rendb k 2.u.