Chémia Chelatometrické stanovenie vápnika a horčíka vo vodách

Vápnik a horčík sú stálou súčasťou podzemných a povrchových vôd, v ktorých sa zväčša vyskytujú ako jednoduché dvojmocné katióny (Mg2+, Ca2+). Do vôd sa dostávajú vylúhovaním vápencov (CaCO3) , dolomitov (CaCO3. MgCO3) , sadrovcov (CaSO4.2HO), magnezitov (MgCO3)...

Vápenaté a horečnaté ióny zapríčiňujú tvorbu kotolného kameňa na stenách parných kotlov a varných nádob. Ich obsah v prírodných vodách je významný z chuťových a zdravotných dôvodov.

Celkový obsah Ca2+ a Mg2+ sa stanovuje titráciou chelatónom 3 (dvojsodná soľ kyseliny etyléndiamíntetraoctovej EDTA,H 4Y ) pri ph 10, na indikátor eriochrómovú čiernu T :

Ca2+ + H2Y2- → CaY2- + 2H+
Mg2+ + H2Y2- → MgY2- + 2H+

Stanovenie samotného vápnika sa uskutočňuje chelatónom 3 pri ph12 až 13, na indikátor murexid alebo zmes murexidu s fluoroxónom a tymolftalexónom.

Obsah horčíka sa vypočíta z výsledkov oboch predchádzajúcich stanovení.

Úloha A
Stanovte celkový obsah vápnika a horčíka vo vzorke vody chelatometrickou titráciou.
Potreby a pomôcky: titračné banky, byrety, pipety
Chemikálie: 0,05 M chelatón 3,tlmivý roztok (ph=10 ,indikátorová zmes eriochrómovej čiernej s NaCl)
Pracovný postup:
K 100ml vzorky sme pridali 10ml tlmivého roztoku s ph 10 a po premiešaní sme pridali také množštvo indikátora, aby roztok bol zreteľne vínovočervene sfarbený. Titrovali sme odmerným roztokom 0,05 M chelatónu 3 do jasne modrého sfarbenia. Spotrebu chelatónu 3 sme zapísali do tabuľky.
Spracovaie výsledkov:
Celková mólová koncentrácia vápnika a horčíka mmol.l-1 sa vypočíta podľa vzťahu:

c( Ca2+ a Mg2+ ) = ft.cch3.Ve
Vv

Kde ft je titračný faktor =1
cch3 je mólová koncentrácia odmerného roztoku chelatónu 3
Ve je spotreba odmerného roztoku chelatónu 3
Vv je objem vzorky vody vzatý na titráciu

Úloha B
Stanovte celkový obsah vápnika vo vzorke vody chelatometrickou titráciou
Potreby a pomôcky: titračné banky, byrety, pipety
Chemikálie: 0,054 M chelatónu 3, 30% roztok KOH, indikátorová zmes fluorexonu s thymoftaleínom.
Pracovný postup:
K 100ml vzorky vody sme pridali 20 ml 30% roztoku KOH a po premiešaní sme pridali také množstvo indikátora, aby roztok získal zelený „opaleskujúci“ odtieň.

Titrovali sme odmerným roztokom 0,05 M chelatónu 3 do intenzívneho fialového sfarbenia a jeho spotrebu sme zapísali do tabuľky.
Spracovanie výsledkov:
Mólová koncentrácia vápnika mmol.l-1 sa vypočíta podľa vzťahu:

c(Ca2+) = ft.cch3.Ve
Vv
Hmotnostná koncentrácia vápnika mg.l-1 sa vypočíta z mólovej koncentrácie:

k(Ca2+) = c(Ca2+). M(Ca2+)

Úloha C:
Vypočítajte obsah horčíka vo vzorke vody z výsledkov stanovení v úlohách A a B
Spracovanie výsledkov:
Mólová koncentrácia horčíka mmol.l-1 sa vypočíta podľa vzťahu:

c(Mg2+) = c(Ca2+ a Mg2+) – c(Ca2+)

Hmotnostná koncentrácia horčíka mg.l-1 sa potom vypočíta podľa vzťahu:
k(Mg2+) = c(Mg2+).M(Mg2+).