Úloha: Stanovte kyselinovú a zásadovú kapacitu dodaných vzoriek vody vizuálnou titráciou a určte obsah voľného oxidu uhličitého ako aj obsah uhličitanov a hydrogenuhličitanov.
Chemikálie: HCl (0,1 mol .l-1), NaOH (0,1 mol.l-1), fenolftaleín, metyloranž
Pomôcky: titračné banky, pipety, byrety, pH meter.
Teória: Neutralizačná kapacita kvantitatívne vyjadruje všeobecnú vlastnosť všetkých druhov vôd viazať vodíkové, či hydroxidové ióny. Jedná sa o spotrebu silnej jednosýtnej zásady (ZNK- zásadová neutralizačná kapacita) alebo silnej jednosýtnej kyseliny (KNK- kyselinová neutralizačná kapacita) pri titrácii vody do určitej hodnoty pH, ktorá sa volí podľa druhu analyzovanej vody a podľa účelu, pre ktorý sa analýza robí. V analytickej chémii prírodných, úžitkových a pitných vôd sa obvykle stanovujú tieto neutralizačné kapacity:
zásadová neutralizačná kapacita do pH 4,5 – ZNK4,5
zásadová neutralizačná kapacita do pH 8,3 – ZNK8,3
kyselinová neutralizačná kapacita do pH 8,3 – KNK8,3
kyselinová neutralizačná kapacita do pH 4,5 – KNK4,5
Pri odpadových vodách má z technologického hľadiska najväčší význam stanovenie neutralizačnej kapacity do pH7 alebo iného v okolí neutrálneho bodu.
Postup: Pri stanovení KNK4,5 (celkovej alkality) sme do titračnej banky odpipetovali 100ml vzorky vody. Pridali sme 3 kvapky metyloranže a titrovali sme odmerným roztokom 0,1M HCl zo žltej do cibuľovej farby.
Pri stanovení KNK8,3 (zjavnej alkality) sme do titračnej banky odpipetovali 100ml vzorky vody. Pridali sme 2 kvapky fenolftaleínu a titrovali sme odmerným roztokom0,1M HCl do odfarbenia indikátora.
Pri stanovení ZNK4,5 (zjavnej acidity) sme do titračnej banky odpipetovali 100ml vzorky vody. Pridali sme 2 kvapky metyloranže a titrovali mse odmerným roztokom 0,1M NaOH z ružovej cez cibuľovú do žltej farby.
Pri stanovení ZNK8,3 (celkovej acidity) sme do titračnej banky odpipetovali 100ml vzorky vody. Pridali sme 3 kvapky fenolftaleínu. Keď roztok zostal bezfarebný titrovali sme 0,1M NaOH za opatrného miešania do slaboružového zafarbennia roztoku.
Spracovanie výsledkov: Kyselinové kapacity v mmol.l-1 vyjadrené cez mólovú koncentráciu silnej jednosýtnej kyseliny potrebnej na dosiahnutie pH 4,5 a 8,3 sa vypočítajú podľa vyťahov:
c(H+) = m = Ve.
c (HCl) = KNK4,5
Vv
c(H+) = p = Ve. c (HCl) = KNK8,3
Vv
Zásadové kapacity v mmol.l-1 vyjadrené cez mólovú koncentráciu silnej jednosýtnej zásady potrebnej na dosiahnutie pH4,5 a 8,3 sa vypočítajú podľa vzťahov:
c(OH-) = m = Ve. c (NaOH) = ZNK4,5
Vv
c(OH-) = p = Ve. c (NaOH) = ZNK8,3
Vv
kde: Ve je spotreba odmerného roztoku 0,1 M HCl, resp.0,1 M NaOH
Vv je objem titrovanej vzorky vody
c(HCl) je mólová koncentrácia roztoku HCl
c(NaOH) je mólová koncentrácia roztoku NaOH
Vzťahy pre výpočet obsahu HCO3 , CO3, OH- iónov vo vode:
Pomer HCO3 CO3 OH
m a p mmol.l-1 mg.l-1 mmol.l-1 mg.l-1 mmol.l-1 mg.l-1
p=0 m m.61 0 0 0 0
2p2p=m 0 0 p p.60 0 0
2p>m 0 0 m - p (m – p).60 2p - m (2p – m).17
p=m 0 0 0 0 p p.17
Vzťah pre výpočet hmotnostnej koncentrácie voľného CO2 (mg.l-1):
cm(CO2) = ZNK8,3.44.
