3.2. Основные теоретические положения

Одним из наиболее важных показателей качества воды является жесткость, численное значение которой зависит от концентрации в воде ионов кальция и магния (см. приложение 1). Именно жесткость в значительной степени обусловливает возникновение шлама в воде и отложений (накипи) на внутренних поверхностях труб и в проточной части турбин.

Различают следующие формы жесткости общую Ж_о, кальциевую Ж_Са, магниевую Ж_Мg, карбонатную Ж_к и некарбонатную Ж_нк.

Общая жидкость воды Ж_о мг-экв/л может быть определена как сумма кальциевой и магниевой:

, (25)

или карбонатной и некарбонатной:

. (26)

Установлена следующая классификация жесткости:

Ж_о < 1,5 мг-экв/л-малая жесткость;

Ж_о = (1,5...3,0) мг-экв/л - средняя;

Ж_о = (3,0...6,0) мг-экв/л - повышенная;

Ж_о = (6,0...12,0) мг-экв/л - высркая;

Ж_о > 12,р мг-экв/л - очень высокая.

Определяют общую жесткость титрованием анализируемой пробы воды при определенном значении рН трилоном Б (комплексоном III) в присутствии индикатора. При наличии в пробе ионов кальция и магния индикатор окрашивает воду в розовый цвет; при исчезновении из воды ионов кальция и магния (связывание их в комплекс трилоном Б (комплексоном III)) анализируемая проба изменяет свою окраску на зеленовато-голубую, что свидетельствует о завершении реакции. В качестве индикатора используют кислотный хромтемносиний, или кислотный хром-синий К, или эриохромчеркый Т.

Так как каждый миллилитр 0,1 н раствора трилона Б (комплексона III) соответствует 0,1 мг-экв/кальция и магния (жесткости), то общая жесткость анализируемой пробы воды может быть вычислена по формуле, мг-экв/л

, (27)

где - объем раствора трилона Б (комплексона III), пошедшего на титрование, мл; К - коэффициент децинормальности этого раствора; н - нормальность раствора, мг-экв/л; V - объем анализируемой пробы воды, мл.

Жесткость воды, обусловленная присутствием в ней только ионов кальция, называется кальциевой жесткостью Ж_Са> мг-экв/л. Ионы кальция Са²⁺ в маломинерализированных водах по количеству занимают первое место. Определение Ж_Са

производится по тому же методу, что и определение Ж_о. Разница

заключается только в том, что проба воды должна быть сильно­щелочная, поэтому к ней добавляют раствор КОН, в присутствии

которого ионы Мg²⁺ практически полностью выпадают из раствора, а в качестве индикатора используют мурексид,

окрашивающий щелочной раствор в присутствии ионов Са²⁺ в красный цвет, а при отсутствии ионов кальция в лиловый

Численное значение Ж_Са определяется по формуле (27).

Магниевая жидкость Ж_Mg, мг-экв/л, обуславливается наличием в пробе воды только ионов магния Мg²⁺. Эта жесткость характерна для высокоминерализированных вод, где концентрация ионов Мg²⁺ может достигать нескольких граммов на литр.

Численное значение Ж_Mg определяется из выражения (25) при известных Ж_о и Ж_Са.

Карбонатная жесткость Ж_к, мг-экв/л, обуславливается наличием в воде бикарбонатов кальция и магния Са(НСО₃)₂ и Mg(НСО₃)₂.

Численное значение Ж_к и значение ее погрешности принимаются равными значениями общей щелочности и погрешности ее определения.

Некарбонатная жесткость Ж_нк, мг-экв/л, обуславливается наличием в воде хлоридов, сульфатов и других некарбонатных солей кальция и магния (CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, CaSiO₃ и др.).

Численное значение Ж_нк определяется из выражения (26) при найденных Ж_о и Ж_к = Щ_о; погрешность определения можно вычислить по формуле, мг-экв/л,

, (28)

где = ; = .