Химический анализ подземных вод может служить качественным показателем использования воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, бальнеологических, промышленных и хозяйственных целей, а также диагностическим признаком при гидрохимических методах поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.
Результаты химического анализа подземных вод могут быть выражены в табличной или сокращенной отчетной форме в виде формулы Курлова.
1). Табличная форма выражения химического анализа.
Количественно концентрация катионов и анионов выражается в г/дм 3 , мг/дм 3 , а эквивалентное содержание – миллимолях (ммоль) и процентах (%).
Пример расчета химического анализа воды в табличной форме приводится ниже.
Ионы
Содержание, мг/дм 3
Эквивалентное содержание
ммоль
%
Na +Ca 2+Mg 2+
88,04 22,75 15,62
69,9 17,6 12,5
Сумма катионов
—
126,41
Cl —SO4 2 —HCO3 —
98,40 17,43 3,51
82,5 14,5 3,0
Сумма анионов
—
119,34
М (сухой остаток)
—
—
СО2(свободный)
—
—
рН водородный показатель
5,3
—
—
Т воды, градус С
—
—
Эквивалентное (молярное) содержание определяется путем умножения каждого иона на пересчетный коэффициент, учитывающий его атомный вес и валентность и представляющий собой величины, обратные эквивалентным массам ионов (таблица 2).
Катионы
Коэффициент
Анионы
Коэффициент
Na +Ca 2+Mg 2+
0,0435 0,0499 0,08222
Cl —SO4 2-HCO3 —
0,0282 0,0208 0,0164
Для пересчета в %-эквивалентную форму суммы катионов и анионов в миллимолях принимаются за 100%, а затем определяется доля каждого катиона и аниона в % от соответствующей суммы катионов и анионов.
Химический анализ считается достоверным, если ошибка анализа не превышает 5%.
В нашем случае С = 2,88%. Анализ достоверен.
2) Сокращенная форма выражения химического анализа (формула М.Г. Курлова)
Формула Курлова представляет собой псевдодробь, в числителе которой в порядке убывания в %-эквивалентной форме располагаются анионы, а в знаменателе – катионы. Ионы, содержание которых менее 1%, в формулу не включаются. Проценты округляют до целых чисел.
Слева от дроби указывается содержание газов в мг/дм 3 и минерализация (М) в г/дм 3 , за которую принимается сухой остаток. Справа записывают значение (рН), температуру воды (Т) в градусах Цельсия, дебит источника в м 3 /сут и содержание микроэлементов, если такие имеются.
В нашем случае формула Курлова (таблица 1):
3) Наименование воды по химическому составу.
Наименование химического типа подземных вод должно состоять из двух частей, отражающих преобладающий анионный и катионный состав воды. Наименование химического типа воды начинается с ее анионного, а затем катионного состава в %-эквивалентной форме, превышающего 20% от суммы миллимолярной концентрации. Перечисление ионов производится в порядке возрастания концентрации – от меньшего значения к большему.
В сокращенном анализе анионы представлены хлоридами, сульфатами и гидрокарбонатами, а катионы – натрием, кальцием и магнием. В нашем случае вода хлоридно-натриевая.
4) Классификация воды по минерализации.
В зависимости от величины минерализации, за которую принимается сухой остаток, подземные воды классифицируются в соответствии с приведенной таблицей 3.
Минерализация М, г/дм 3
Подгруппа
Группа
£ 0,5 >0,5-1,0
Весьма пресные Пресные
Пресные
>1,0-1,5 >1,5-3,0 >3,0-5,0 >5,0-10,0 >10,0-25,0
Весьма слабосолоноватые Слабо солоноватые Умеренно солоноватые Солоноватые Сильно солоноватые
Солоноватые
>25,0-36,0 >36,0-50,0
Слабосоленые Сильносоленые
Соленые
>50,0-150,0 >150,0-350,0 >350,0
Рассолы слабые Рассолы крепкие Рассолы весьма крепкие (рапа)
Рассолы
В нашем случае М = 6,9 г/дм 3 . Вода солоноватая.
Реакция воды обусловлена величиной концентрации водородных ионов рН, которая представляет собой обратный логарифм концентрации ионов водорода. Классификация воды по водородному показателю приведена в таблице 4.
Водородный показатель рН при Т22 о С
Подгруппа
Группа
£ 3,5 >3,5-4,5 >4,5-5,5 >5,5-6,0
Весьма кислая Кислая Умеренно кислая Слабокислая
Кислая
>6,0-8,0
Нейтральная
Нейтральная
>8,0-8,5 >8,5-9,0 >9,0-9,5 >9,5
Слабощелочная Умеренно щелочная Щелочная Весьма щелочная
Щелочная
В нашем случае рН = 5,3. Вода умеренно кислая.
6) Классификация подземных вод по температуре воды.
Классификация воды по температуре приведена в таблице 5.
Переохлажденная Очень холодная Холодная Теплая Очень теплая Горячая Очень горячая Слабо перегретая Весьма перегретая
Примечание: воды с температурой от 20 до 100 о С называются термальными.
В нашем случае Т15 о С. Вода холодная.
Жесткость воды имеет большое значение при использовании подземных вод для питьевого водоснабжения, промышленных и хозяйственных целей. Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния. Измеряется в миллимолях (мг-экв/дм 3 ).
Различают общую жесткость (ОЖ), устранимую или временную жесткость (УЖ) и постоянную жесткость (ПЖ).
Общая жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов кальция и магния и равняется сумме устранимой и постоянной жесткости.
Устранимая жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Такая жесткость получила название карбонатной (КЖ) и может быть устранена при кипячении
Карбонат кальция и магния выпадает в осадок, образуя накипь. При использовании такой воды для промышленных и коммунальных целей происходит отложение карбоната кальция и магния на стенках котлов и трубопроводов, что приводит к выводу их из эксплуатации.
При высоком содержании НСО3 — в воде, превышающем суммарную концентрацию кальция и магния, вся жесткость считается карбонатной.
Постоянная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния и равняется разности между общей и карбонатной жесткостью.
Классификация воды по общей жесткости приводится в таблице 6 (ГОСТ 6055-86).
Содержание в ммоль
Группа жесткости
£ 1,5 >1,5-3,0 >3,0-6,0 >6,0-9,0 >9,0
Очень мягкая Мягкая Умеренно жесткая Жесткая Очень жесткая
Подземные воды, жесткость которых превышает 7 ммоль, не могут быть использованы для питьевого и промышленного водоснабжения.
В нашем случае общая жесткость составляет 38,37 ммоль, устранимая (карбонатная) – 3,50 ммоль, постоянная – 34,86 ммоль. Вода очень жесткая, непригодная для питьевого и промышленного водоснабжения.
8) Пригодность для питьевого водоснабжения.
Пригодность воды для питьевого водоснабжения нормируется ГОСТ 6055-86 «Вода питьевая». В рамках сокращенного гидрохимического анализа нормативными являются минерализация, общая жесткость, содержание Cl — и SO 2- 4 , а также величина рН с предельно допустимыми концентрациями, приведенными в таблице 7.
Наименование показателей
ПДК
Содержание в нашем примере
Степень пригодности
Минерализация М, мг/дм 3 Общая жесткость ОЖ, ммоль , мг/дм 3 , мг/дм 3 рН
6,5-8,5
38,37 5,3
Не пригодна Не пригодна Не пригодна Не пригодна Не пригодна
В нашем случае вода по всем компонентам не пригодна для водоснабжения.
9) Пригодность для ирригационных целей.
Пригодность использования подземных вод, в том числе и шахтных, для ирригационных целей в сельском хозяйстве нормируется степенью минерализации воды и расчетным ирригационным коэффициентом. Классификация воды по минерализации, нормирующая степень пригодности для орошения сельскохозяйственных угодий, приведена в таблице 8.
Минерализация, г/дм 3
Степень пригодности для орошения
£1,7 >1,7-5,0 >5,0
Пригодна Пригодна условно (возможно засоление) Не пригодна
В нашем случае минерализация 6,9 г/дм 3 . Вода для орошения не пригодна.
Расчет ирригационного коэффициента выполняется в зависимости от соотношения ионов натрия, хлора и сульфатов в эквивалентной форме в миллимолях.
а)
б) > 0
>
в) Na + > суммы всех солей
> 0
Во втором случае избыточное содержание катионов натрия может быть нейтрализовано содержащимся в воде сульфат-ионом. В третьем случае избыток натрия накапливается в почве в виде поглощенных катионов.
В первых двух случаях вода улучшению не подлежит, в третьем случае воду можно улучшить добавкой гипса. Классификация воды по ирригационному коэффициенту приведена в таблице 9.
Ирригационный коэффициент
Характеристика воды
>18 >6-18 ³1,2-6,0 + — , Кир= 0,58. Вода очень плохая и улучшению не подлежит.
10) Агрессивность подземных вод.
Подземные воды в зависимости от состава могут оказывать разрушающее действие на бетоны, цементы и металлы. Оценка агрессивности подземных вод по отношению к бетонам марки W4 и металлам производится на основании таблиц 5-7 и 26 СНиП
2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» (в скобках указаны номера таблиц согласно СНиП).
Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 71 ; Нарушение авторских прав
источник
Внутрилабораторный контроль качества результатов химического анализа воды в экоаналитической лаборатории.
Внутрилабораторный контроль качества результатов химического анализа воды в экоаналитической лаборатории.
Согласно определениям экспертов Международного Союза чистой и прикладной химии (1993), под внутрилабораторным контролем качества понимают систему осуществляемых персоналом лаборатории мероприятий, которые направлены как на оценку того, достаточна ли надежность получаемых результатов химического анализа воды для выдачи их лабораторией, так и на устранение причин неудовлетворительных характеристик этих результатов. Погрешность химического анализа воды включает погрешности лаборанта, отбора пробы, дозирования, измерения и т.д. Составляющие погрешности анализа определяются конкретной технологией проведения исследования, его этапами. Погрешность прибора входит в общую погрешность анализа. Все измерительные приборы, применяемые в лаборатории анализа воды, подлежат поверке в соответствии с ГОСТ 8002—71. В соответствии с руководством по метрологическому обеспечению средств измерений определен порядок и сроки поверки измерительных приборов в лаборатории анализа воды. Измерительные приборы поверяются ведомственными метрологическими органами в соответствии с инструкцией, в которой указываются производимые операции и средства проверки. Проверке подлежат все технические и метрологические показатели, записанные в паспорте, прилагаемом к прибору. В общую составляющую лабораторной погрешности при химическом анализе воды, входит погрешность дозирования. Поэтому совершенно особой проблемой является проверка применяемых дозирующих и мерных средств в лаборатории на точность показаний. Из практики известно, что около 30—40% всей мерной посуды приходится отбраковывать ввиду ее плохого качества. Порядок и содержание работ по внутрилабораторному контролю качества результатов количественного химического анализа приведены в следующих нормативных документах:
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002,ГОСТ Р 8.563-2009 РМГ 76-2014 (РМГ 76-2004)
При проведении контроля качества лабораторных исследований используются следующие термины с соответствующими им определениями :
Методика анализа (измерений): совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов анализа (измерений) с установленными показателями точности. ,
Показатель точности результатов анализа: значение неопределенности или характеристики погрешности, установленное для любого результата анализа, полученного при соблюдении требований и правил данной методики при ее реализации в конкретной лаборатории.
Результат единичного анализа: содержание компонента в пробе, полученное при однократной реализации процедуры анализа.
Результат анализа: среднее значение (среднее арифметическое или медиана) единичных результатов анализа. В нормативном документе на методику анализа указывается, сколько результатов единичного анализа (параллельных определений) необходимо получить для расчета результата анализа. Чаще всего в методиках регламентируется получение двух единичных результатов анализа.
Погрешность анализа определяется сравнением результатов анализа с истинным содержанием определяемого компонента в пробе. Истинное содержание компонента в пробе, как правило, неизвестно. Поэтому вместо него рекомендуется использовать принятое опорное значение.
Принятое опорное значение: значение содержания компонента в пробе, полученное экспериментальным или теоретическим путем и настолько близкое к истинному значению, что может быть использовано вместо него.
источник
Внутрилабораторный (внутренний) контроль количественного химического анализа и других видов лабораторных исследований — необходимый и важнейший инструмент обеспечения их качества, что зафиксировано и в нормативных документах. Естественно, что хорошо организованный внутрилабораторный контроль стал непременным условием аккредитации лабораторий. Однако на практике ведение контрольных карт, выполнение расчетов по современным алгоритмам возможно лишь с использованием компьютерных программ. Для автоматизации внутрилабораторного контроля качества разработаны специальные компьютерные программы, с помощью которых можно:
вводить в компьютер и хранить результаты внутрилабораторного контроля по любому числу определяемых показателей и контрольных материалов;
контролировать точность как по алгоритму Вестгарда, так и с помощью кумулятивных сумм с графическим представлением данных (контрольные карты);
вести контроль сходимости по размахам с графическим представлением данных (контрольные карты);
выявлять «тревожные признаки», указывающие на возможный выход анализа из-под контроля в будущем (для принятия профилактических мер);
осуществлять фильтрацию данных;
получать несмещенные оценки основных характеристик анализа (показатели правильности, сходимости и воспроизводимости анализа);
проводить дисперсионный анализ результатов контроля качества;
выводить на печать первичные результаты анализа и результаты оценки;
рассчитывать критические значения наиболее важных статистических функций при любом числе степеней свободы;
вести статистический (по альтернативному признаку) контроль качества;
выполнять расчеты при использовании метода добавок.
Эталоны — особый класс средств измерений высшей точности, при помощи которых воспроизводятся единицы физических величин с целью передачи их размера рабочим средствам измерений. Эталоны подразделяют на первичные и вторичные. Первичные (а также специальные первичные) эталоны утверждают в качестве государственных эталонов. Вторичные эталоны подразделяют на эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны. Наряду с эталонами распространен класс средств измерений, предназначенных для поверки. Их называют образцовыми средствами измерений.
Образцовое средство измерений — предназначенное или применяемое для поверки рабочих или подчиненных образцовых средств измерений. Образцовые средства измерений в зависимости от точности подразделяются на разряды. Число разрядов для каждого вида средств измерений устанавливается государственной поверочной схемой.
Дайте определение стандартизации.
Укажите абсолютные и относительные методы химического анализа.
Расскажите о стандартных образцах и образцах сравнения, градуировке.
Расскажите о методе внешних стандартов.
Дайте определение эталонов.
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Основой работы в химической лаборатории является соблюдение каждым сотрудником правил техники безопасности. Более опытные работники должны курировать менее опытных работников, а также создавать нормальную психологическую атмосферу. Химические лаборатории потенциально опасны.
Нельзя отступать от правил и требований техники безопасности. Умение работать без травм — один из критериев профессиональной квалификации лаборанта-химика в частности и специалиста вообще. Знать требования техники безопасности, уметь применять их в нестандартных ситуациях — признак высокой квалификации специалистов и стабильной работы подразделения.
За результаты работы сотрудников и в целом лаборатории отвечает руководитель лаборатории. В лабораториях назначается ответственный за технику безопасности каждого лабораторного помещения, в том числе подсобного.
Старшие научные сотрудники или руководители групп контролируют все работы по синтезу, анализу и испытаниям химических веществ в полном объеме; присутствуют при выполнении опасных работ.
Ответственным за технику безопасности в лаборатории назначается наиболее опытный химик, хорошо знакомый с техникой и технологией лабораторных работ. В его обязанности входят:
регулярный инструктаж по технике безопасности (по графику, утвержденному руководителем лаборатории);
проведение проверок оборудования и приборов;
обсуждение всех случаев нарушения правил техники безопасности;
консультации для сотрудников лаборатории;
разработка мероприятий по охране труда.
К работе в химической лаборатории допускаются лица, прошедшие медицинскую комиссию и инструктаж по технике безопасности.
В химических лабораториях задания по испытаниям выдаются руководителями специалистам, владеющим всеми приемами и
методами анализа и определения состава вещества. Коллектив лаборатории должен быть взаимозаменяемым.
К работе с химическими веществами нельзя приступать при наличии травм и воспалительных процессов кожи. Любые работы в химической лаборатории необходимо выполнять тщательно и аккуратно. На рабочем месте должны находиться только необходимые реактивы и приборы.
Все результаты опытов и экспериментов вносятся в журнал в ходе выполнения работы. В рабочем журнале также проводят расчеты. При описании эксперимента отмечают все происходящие физические процессы — выделение газа, тепловые эффекты и т.п. Исследовательские работы проводят с небольшим количеством вещества.
Каждый работающий в лаборатории должен иметь средства индивидуальной защиты — очки или маску для защиты глаз и лица, респираторы для защиты органов дыхания, противогаз для работы в особо опасных условиях, резиновые перчатки, а также спецодежду — халат, костюм, фартук, специальную обувь.
В обязанности химика-аналитика и химика-эколога входит проведение качественного и количественного анализа, включающего весовой, объемный, титриметрический, оксидиметрический, комп-лексонометрический, физико-химический методы анализа искусственных и природных объектов.
Как правило, химические лаборатории и другие подразделения являются потенциально вредными для здоровья. В связи с этим работники должны иметь соответствующие льготы: сокращенный рабочий день, дополнительные отпуска и пенсионное обеспечение, доплату за вредные условия труда.
Перечислите обязанности лиц, ответственных за технику безопасности в лаборатории.
Назовите основные средства индивидуальной защиты в химической лаборатории.
Какими навыками должны владеть сотрудники лабораторий химического профиля?
ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ
Точно взвешивают часовое стекло на аналитических весах (0,0001 г), помещают на него необходимое количество вещества и снова взвешивают. По разности двух взвешиваний определяют величину навески.
Помещают на часовое стекло или в бюкс некоторое количество вещества и взвешивают. Затем отсыпают порцию вещества в химический стакан или мерную колбу, или реактор и взвешивают часовое стекло с остатком вещества. Разность между первым и вторым взвешиванием и составит величину навески.
Определение кристаллизационной воды в кристаллогидратесульфата меди
Содержание кристаллизационной воды определяют по уменьшению массы кристаллогидрата после высушивания.
6) определение абсолютной и относительной ошибок определения:
взвесить на технических весах (0,01 г) приблизительно 12 г КВг, перенести в мерную посуду (химический стакан, колбу плоскодонную или коническую), добавить 48 мл дистиллированной воды, отмерив мензуркой. Перемешать, подписать название вещества, химическую формулу, концентрацию, обозначить: «20%-й раствор».
2. Приготовить 1 л 1 М раствора NaCl. Расчет:
в 1 л 1 М раствора NaCl содержится 1 моль NaCl или 58,5 NaCl.
взвесить на технических весах приблизительно 58,5 г NaCl, перенести в химический стакан или мерную колбу, добавить дистиллированной воды до метки 1000 мл или 1 л. Перемешать, подписать название вещества, химическую формулу, концентрацию, обозначить «1 М раствор».
3. Приготовить 1 л 1 н. раствора КВг. Расчет:
1 л 1 н. раствора КВг содержит 1 моль КВг или 39 + 80 = 119 КВг.
взвесить на технических весах примерно 119 г КВг, перенести в химический стакан или мерную колбу вместимостью 1 л, добавить дистиллированной воды до метки 1000 мл или 1 л, перемешать, подписать название, химическую формулу, обозначить концентрацию: «1 н.».
взвесить на технических весах примерно 3,98 г CuS04, перенести в химический стакан или мерную колбу вместимостью 500 мл, добавить дистиллированной воды до метки 500 мл, перемешать, подписать название, химическую формулу, обозначить концентрацию:
5. Приготовить 1 л 0,2 н. раствора NaOH.
1 л 0,2 н. раствора NaOH содержит
Но так как NaOH и другие щелочи химически активные вещества и на их поверхности образуются карбонаты и гидрокарбонаты, то необходимо навеску щелочи взять в 1,5 раза больше расчетной, т. е.
взвесить на технических весах примерно 12 г NaOH, перенести в химический стакан, обработать небольшим количеством дистиллированной воды осторожно, не перемешивая. Эту жидкость, содержащую карбонаты и гидрокарбонаты, удалить декантацией. Добавить дистиллированную воду до метки 1 л, перемешать. Перелить в химическую колбу или бутыль, подписать название, химическую формулу, концентрацию:
Приготовление растворов точной концентрации
Такие растворы готовят в мерной химической посуде, навеску берут на аналитических весах (0,0001 г) или из фиксанала.
1. Приготовление раствора из фиксанала.
Ампула фиксанала (стандарт-титра) содержит точное количество вещества, необходимое для приготовления 1 л раствора необходимой концентрации (часто 0,1 н. концентрации).
содержимое ампулы разбить и количественно перенести в мерную колбу вместимостью 1 л. Довести объем раствора до метки, закрыть пробкой, перемешать. Подписать название, химическую формулу, обозначить концентрацию.
2. Приготовить 250 мл 0,22 н. раствора КВг. Расчет:
взять навеску КВг на аналитических весах:
масса часового стекла с КВг — 22,7296 г,
масса часового стекла — 16,0085 г,
навеска КВг — 22,7296 — 16,0085 = 6,7211 г.
Перенести навеску КВг в мерную колбу вместимостью 250 мл, добавить дистиллированной воды до метки 250 мл, перемешать, закрыв пробкой. Подписать название, химическую формулу, точную концентрацию.
3. Приготовить 500 мл 2 н. раствора H2S04.
в мерную колбу вместимостью 500 мл налить дистиллированную воду (примерно 450 мл), затем мерным цилиндром отобрать 28,5 мл 94%-й серной кислоты. Кислоту добавляют в воду! Очень осторожно довести объем раствора до метки дистиллированной водой. Закрыть пробкой, перемешать. Подписать химическую формулу, концентрацию, определяемую титриметрическим методом.
Экстракция анилина из водной эмульсии
проверить делительную воронку на герметичность. Смазать краны вазелином;
эмульсию анилина и воды налить в делительную воронку до половины. Туда же добавить диэтиловый эфир в объеме около половины взятой эмульсии. Закрыть воронку пробкой;
перемешать содержимое делительной воронки (придерживая пробку) в течение 15 мин;
делительную воронку закрепить в штативе и оставить на некоторое время для полного расслоения двух жидкостей;
открыв кран, осторожно удалить воду, регулируя ее выход краном. После удаления воды кран закрыть;
через горло воронки вылить раствор анилина в диэтиловом эфире.
собрать прибор для перегонки низкокипящих жидкостей;
в колбу Вюрца поместить С2Н5ОН с примесями высококипя-щих веществ;
• нагреть колбу Вюрца, снабженную термометром, досоответствующей температуре кипения С2Н5ОН;
проходя холодильник Либиха, который охлаждается водой, пары С2Н5ОН конденсируются;
через аллонж очищенный этанол поступает в колбу — приемник;
в колбе Вюрца остаются примеси высококипящих веществ.
источник
О чём расскажут результаты анализа воды? Как читать химический анализ питьевой воды? Как понимать термины и сокращения в анализах воды. Разновидности химического анализа воды и его назначение. Расшифровка и предельно-допустимые значения исследуемых показателей согласно действующим нормативным документам. Для непосвящённого человека результаты анализа воды напоминают шифровку. Чтобы понять, как читать химический анализ питьевой воды, необходимо разобраться в значении и особенностях всех составляющих.
Обычно в результате анализов указывается не только количество найденных веществ, но и их предельно допустимая концентрация. Сокращённое название этого показателя ПДК. В данном случае имеют ввиду самый большой объём компонента, при котором он не будет оказывать негативное влияние на человеческий организм при условии, что поступление данного элемента будет продолжаться на протяжении всей жизни человека. Также данные компоненты в предельно-допустимой концентрации не будут ухудшать условия водопотребления.
Обычно все предельно-допустимые концентрации тех или иных веществ оговариваются действующими нормативными документами, а именно ГОСТ 2874-82 и СанПиН 2.1.4.1074-01. Кроме этого при расшифровке результатов анализов можно руководствоваться рекомендациями Всемирной Организации Здравоохранения. Также в результатах обычно оговаривается класс опасности искомого компонента. Так, выделяют следующие классы опасности:
1 К – чрезвычайно опасные элементы:
2 К – высоко опасные составляющие;
4 К – вещества умеренной опасности.
Различные химические соединения способны оказывать разную степень токсичности. Все эти вещества, попадая в водную среду, могут оказывать разное токсическое действие на наш организм. В связи с этим есть ещё один показатель вредности составляющих водной среды. По этому признаку все элементы могут подразделяться на такие группы:
Группа санитарно-токсикологических признаков, обозначаемая «с-т».
Группа органолептических признаков. В данной группе даётся расшифровка воздействия компонента на те или иные органолептические показатели (сокращение «зап» говорит о способности вещества изменят запах водной среды, «окр» указывает на возможное изменение окраски, «пен» говорит о способности вещества вызывать пенообразование, сокращение «привк» указывает на изменения во вкусовых качествах при присутствии данного элемента, «оп» — это способность вещества вызывать опалесценцию).
Результаты анализа воды могут содержать единицу измерения КОЕ. Расшифровывается данная аббревиатура как колониеобразующие единицы. Данный показатель указывает на единичные бактерии и дрожжевые грибки, которые в состоянии создавать целые колонии в благоприятной среде через определённый промежуток времени.
Любой анализ воды может проводиться для получения достоверного результата о чистоте и качестве воды, а также для выбора подходящих мероприятий по её очистке. Так может выполняться несколько видов анализов:
Расширенный химический анализ по 25 показателям.
Сокращённый химический анализ по 12 компонентам.
Результаты расширенного химического анализа воды могут понадобиться в следующем случае:
если требуется провести анализ химических составляющих воды;
в ситуации, когда необходимо правильно подобрать оборудование для фильтрации;
для проверки состояния воды после проведённой фильтрации;
такой анализ позволит сделать выводы об эффективности фильтрующих установок;
если требуется проверить воду на присутствие в ней вредных микроорганизмов.
Сокращённый анализ может заказать потребитель для проверки качества питьевой воды, также данный анализ позволяет оценить качество работы фильтров. Для точности проведения анализа отбор проб воды должен выполняться с соблюдением следующих условий:
Воду нужно набирать либо в специально подготовленные пробирки, либо в чистые пластиковые бутылки от питьевой столовой воды.
Перед тем как делается забор жидкости, ёмкость ополаскивается набираемой водой и из неё удаляются остатки воздуха.
При транспортировке образец с водой лучше скрыть от попадания солнечных лучей на него. Также не рекомендуется транспортировать воду в тёплом месте. Иначе результаты анализов будут недостоверными.
Тара с водой для анализа должна быть доставлена в лабораторию не более чем за 2-3 часа.
Обычно результаты анализов питьевой воды указываются по каждому показателю в цифрах и единицах измерения. Зная нормы по каждому показателю, вы сами можете сделать выводы о пригодности воды для питья. Если все показатели не превышают норму, то воду можно считать чистой и качественной. При превышении каких-то значений требуется провести дополнительную фильтрацию.
Показатели чистоты воды, нормируемые регламентирующими документами РФ
источник
1 Надежность определения полезных компонентов или вредпых примесей химическими анализами устанавливается путем специальных контрольнык мероприятий, обязательных при изучении качества полезных ископаемых, в особенности руд цветных, редких и драгоценных металлов. Такими специальными контрольными мероприятиями являются: 1) внутренние контрольные анализы и 2) внешние контрольные анализы.
Внутренний контроль осуществляется в той же лаборатории, где производятся массовые анализы разведочных проб, и выполняется путем повторного анализа некоторой час i и проб из материала дубликатов. При этом материал, направляемый на повторные анализы, зашифровывается: пробам присваиваю £ся другие условные номера или буквенные индексы, количество проб для внутреннего контроля должно быть таким, чтобы молено было сделать выводы о наличии и размерах случайной погрешности .химических анализов.
Контрольные дубликаты проб должны подбираться группами по признакам общности минерального состава и содержания полезных компонентов или вредных примесей, т. е. по типам или сортам полезного ископаемого. Для каждого периода разведки мес го- рождения должно выполняться не меньше 15—16 контрольнык анализов по каждому сорту полезного ископаемого.
Внешний контроль предназначается главным образом для выяснения систематических ошибок в работе лаборатории, выполняющей анализы массовых проб. С этой целг.ю дубликаты проб, измельченные до 0,30—0,075 мм, посылают на анализ в контрольную лабораторию. При этом указывают минеральный состав и приблизительное содержание компонентов в каждой из проб, но не сообщают точных данных анализов каждой npooi.i, полученных в местной лаборатории.
Количество таких проб должно быть по каждому сорту полочного ископаемого не менее 15—20. Подбор их производится с таким расчетом, чтобы можно было осветить работу местной лаборатории последовательно по определенным календарным периодам. В да п«- нейшем это позволит дать дифференциальную оценку результаюв анализов, полученных разведочной партией или геологоразведочным отделом от местной лаборатории за те же периоды. На действующем руднике такой контроль целесообразно осуществлять один- два раза в год.
В случае, если местная лаборатория работала с систематической ошибкой, контрольной лаборатории повторно сдаются дубликат (измельченные до 0,15—0,10 мм) тех же и других проб в количестве (30—40 и более), достаточном для определения поправочного коэффициента, который нужно вводить в результаты анализов, выполненных местной лабораторией.
Контроль работы местной химической лаборатории можно осуществлять также методом эталонных проб, предложенным в 1957 г. Н. А. Хрущовым. Сущность его заключается в следующем: составляются типичные для данного месторождения пробы, которые анализируются в нескольких лабораториях с максимально возможной точностью; затем материал этих проб в зашифрованном виде периодически сдается на определение в местную химическую лабораторию. Таким образом можно установить систематическую погрешность, анализов местной лаборатории без привлечения внешних лабораторий на каждом этапе контроля.
Общее количество анализов внешнего контроля зависит от многих факторов и в первую очередь от числа типов руд, выделяемых ио минеральному составу и по содержанию определяемых компонентов, от длительности периода накопления результатов опробования (анализов проб), положенных в основу генерального подсчета запасов, и от качества работы местной (контролируемой) лаборатории.
Заключительное звено контроля химических анализов разведочных проб состоит в сопоставлении результатов основных анализов с результатами анализов внутреннего и внешнего контроля но одним и тем же пробам.
В практике подсчета запасов это сопоставление часто выполняется упрощенным способом, сущность которого изложена ниже (по- А. П. Прокофьеву).
Величина средней случайной погрешности определяется по данным внутреннего контроля как среднее арифметическое из отклонений индивидуальных проб без учета знака отклонений. Порядок сопоставления и производства соответствующих вычислений ииден иэ данных 27. Нередко при определении величины случайной погрешности допускают ошибку, сопоставляя средние содержания по основным и контрольным анализам. В приведенном примере ( 27) разница между средними арифметическими по м( новным и по контрольным анализам составит 2,88—2,87 = 0,01%. Такой расчет вуалирует фактическую величину погрешности и не может быть признан правильным. Допустимые относительные величины средних случайных погрешностей в определении содержания компонентов для большинства полезных ископаемых установлены ГКЗ СССР и опубликованы в специальных инструкциях.
Рассмотренные выше приемы обработки результатов внутренних п внешних контрольных анализов широко применяются в практике геологоразведочных работ, но они не являются абсолютно точными. В случае, когда приведенные выше практические приемы не дают убедительных результатов, более точно величины случайных и систематических погрешностей опробования можно определить методами математической статистики, которые требуют сложных расчетов. Наиболее известными являются способы, предложенные Н. В. Барышевым, А. А. Креннгом, Б. И. Галкиным и другими исследователями.
Контроль за составом питательного раствора и корректирование содержания в нем основных Анализ листьев в подобных случаях позволяет точно установить причину хлороза. Химическийанализ растений для диагностики.
. эффекта работы станции по данным химических и бактериологических анализов поступающей и очищенной сточной Для бактериологического контроля необходимо определение числа бактерий в 1 мл воды при 37 °С, числа яиц гельминтов в.
Фактический состав клинкера в дополнение к методам химическогоанализа может быть исследован с помощью микроскопа путем измерения коэффициента Несомненно, что контролюхимического состава цемента придается особое значение.
источник
8.1. Химический контроль заключается в оценке качества изготовления лекарственного средства по показателям: «Подлинность», «Испытания на чистоту и допустимые пределы примесей» (качественный анализ) и «Количественное определение» (количественный анализ) лекарственных веществ, входящих в его состав.
8.2.1. Вода очищенная, вода для инъекций ежедневно (из каждого баллона, а при подаче воды по трубопроводу — на каждом рабочем месте) на отсутствие хлоридов, сульфатов и солей кальция. Вода, предназначенная для изготовления стерильных растворов, кроме указанных выше испытаний, должна быть проверена на отсутствие восстанавливающих веществ, солей аммония и углерода диоксида в соответствии с требованиями действующей Государственной Фармакопеи.
Ежеквартально вода очищенная должна направляться в территориальную контрольно-аналитическую лабораторию для полного химического анализа.
8.2.2. Все лекарственные средства, концентраты и полуфабрикаты (в том числе гомеопатические настойки, тритурации, растворы, разведения), поступающие из помещений хранения в ассистентскую комнату, а в случае сомнения — лекарственные средства, поступающие в аптеку со склада.
8.2.3. Концентраты, полуфабрикаты и жидкие лекарственные средства в бюреточной установке и в штангласах с пипетками в ассистентской комнате при заполнении.
8.2.4. Лекарственные средства промышленного производства, расфасованные в аптеке, и внутриаптечная заготовка, изготовленная и расфасованная в аптеке (каждая серия).**
8.3.1. Лекарственные формы, изготовленные по индивидуальным рецептам и требованиям лечебных учреждений, у каждого фармацевта в течение рабочего дня, но не менее 10% от общего количества изготовленных лекарственных форм. Проверке должны подвергаться различные виды лекарственных форм. Особое внимание обращается на лекарственные формы: для детей; применяемые в глазной практике; содержащие наркотические и ядовитые вещества.
Качественному анализу подвергаются выборочно на гомеопатические разведения четвертого десятичного разведения, содержащие ядовитые и сильнодействующие биологически активные вещества или ядовитые и сильнодействующие неорганические и органические соединения.
8.4. Результаты качественного анализа регистрируются в журналах по прилагаемым формам (Приложения Б, В, Г к настоящей Инструкции).
8.5. Качественному и количественному анализу (полный химический контроль) подвергаются обязательно:
8.5.1. Все растворы для инъекций и инфузий до стерилизации, включая определение величины pH, изотонирующих и стабилизирующих веществ. Растворы для инъекций и инфузий после стерилизации проверяются на величину pH, подлинность и количественное содержание действующих веществ. Стабилизаторы в этих растворах после стерилизации проверяются в случаях, предусмотренных действующими нормативными документами, в том числе методическими указаниями. Для контроля после стерилизации отбирается один флакон раствора от каждой серии.
8.5.2. Стерильные растворы для наружного применения (офтальмологические растворы для орошений, растворы для лечения ожоговых поверхностей и открытых ран, для интравагинального введения и др.).
8.5.3. Глазные капли и мази, содержащие наркотические и ядовитые вещества. При анализе глазных капель содержание в них изотонирующих и стабилизирующих веществ определяется до стерилизации.
8.5.4. Все лекарственные формы для новорожденных детей.***
8.5.5. Растворы атропина сульфата и кислоты хлористоводородной (для внутреннего употребления), растворы ртути дихлорида и серебра нитрата.
8.5.6. Все концентраты, полуфабрикаты, тритурации, в том числе жидкие гомеопатические разведения неорганических и органических лекарственных веществ и их тритурации до третьего десятичного разведения.****
8.5.7. Вся внутриаптечная заготовка лекарственных средств (каждая серия).
8.5.8. Стабилизаторы, применяемые при изготовлении растворов для инъекций, и буферные растворы, применяемые при изготовлении глазных капель.
8.5.9. Концентрация спирта этилового при разведении в аптеке, а в случае необходимости — при приеме со склада.
8.5.10. Концентрация спирта этилового в водно-спиртовых гомеопатических растворах, разведениях и каплях (каждая серия).
8.5.11. Гомеопатические гранулы на распадаемость (каждая серия) в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
8.6. Качественному и количественному анализу (полный химический контроль) подвергаются выборочно:
8.6.1. Лекарственные формы, изготовленные в аптеке по индивидуальным рецептам или требованиям лечебных организаций, проверяются в количестве не менее трех лекарственных форм при работе в одну смену с учетом различных видов лекарственных форм. Особое внимание обращается на лекарственные формы для детей; применяемые в глазной практике; содержащие наркотические и ядовитые вещества; растворы для лечебных клизм.
8.7. Результаты полного химического контроля регистрируются в журнале по прилагаемой форме (Приложение Б к настоящей Инструкции). В журнале обязательно регистрируются все случаи неудовлетворительного изготовления лекарственных средств.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения:На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8625 — | 7079 — или читать все.
Отключите adBlock! и обновите страницу (F5) очень нужно
источник
Общая схема водоподготовительной установки. Режимная карта по химическому контролю за водоподготовительной установкой. Требования к питательной воде. Определение массовой концентрации железа и меди в производственных водах. Спектрофотометр КФК-3КМ.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1.1 Аналитический обзор научной информации
1.4 Экспериментальная часть
2. Безопасность и экологичность проекта
2.1 Охрана труда в лаборатории
2.2 Безопасность жизнедеятельности
2.3 Охрана окружающей среды
Вода — основа жизни. И очень хочется, чтобы вода была чистой, прозрачной и безопасной так как она используется не только для питья и бытовых нужд а так же при производстве готовой продукции, в промышленности и теплоэнергетике. Но, к сожалению, в реальности вода загрязнена множеством соединений, концентрации которых часто превышают нормы. И это характерно как для водопроводной воды, так и для подземных вод из скважин и колодцев а также общего бассейна — водозабора.
В теплоэнергетике основным теплоносителем является вода и образующийся из нее пар. Содержащиеся в воде примеси, попадающие в паровой котел с питательной водой, а в водогрейный — с сетевой, образуют на поверхности теплообмена низкотеплопроводные отложения и накипь, которые теплоизолируют поверхность изнутри, а так же вызывают коррозию. Процессы коррозии в свою очередь являются дополнительным источником поступления примесей в воду. В результате растет термическое сопротивление стенки, снижается теплопередача, а, следовательно, повышается температура уходящих газов, что ведет к уменьшению КПД котла и перерасходу топлива. При чрезмерных повышениях температуры металла труб уменьшается их прочность, вплоть до создания аварийной ситуации.
Требования к надежности водного режима сформулированы в виде норм водного режима в правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ) и в правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Наличие отложений вызывает необходимость очистки оборудования, а это трудоемкая и дорогостоящая операция. Таким образом, обработка воды является необходимым атрибутом любой котельной. Чистота воды и пара в отдельных агрегатах и частях трактов котельной, объединяемая общим понятием водного режима котельной, оказывает существенное влияние на экономичность и надежность ее работы.
Основная часть включает в себя: Аналитический обзор научной информации, методическую часть, прибор, экспериментальную часть, стандартизацию.
1.1 Аналитический обзор научной информации
Аналитический обзор научной информации включает: Характеристику состава вод, общую схему водоподготовительной установки.
* Характеристика состава вод
Вода является прекрасным растворителем и содержит катионы жесткости кальция и магния. В пресной воде превалируют катионы кальция, в морской воде больше катионов магния. В сильно минерализованных водах морей и океанов преобладают катионы натрия. Анионы хлора присутствуют во всех водах. Большая их концентрация характерна для соленых вод морей и океанов. Соленость такой воды определяется по ее электропроводности и пересчитывается на содержание хлоридов натрия. Сульфат-анионы характерны для всех природных вод. Анионы гидрокарбонатов появляются в воде в результате растворения углекислого газа атмосферы.
Соли, содержащиеся в природных водах, являются причиной образования накипей на поверхностях нагрева. Накипи, содержащие щелочноземельные металлы, образуются из карбонатов и силикатов кальция и магния, а также из сульфатов кальция. Накипи препятствуют процессам теплообмена, приводят к снижению коэффициента полезного действия энергетического оборудования, к перегреву и прогоранию котельного металла, под слоем окисных отложений протекает интенсивный процесс подшламовой коррозии.
Таким образом, техническая эксплуатация энергетических котлов невозможна без проведения водоконтроля и водоподготовки промышленной воды. Основными задачами водообработки являются предотвращение накипеобразования на поверхностях нагрева и коррозии конструкционных материалов.
Показатели качества воды делятся на физико-химические и технические. К физико-химическим показателям относятся:
Определяют фильтрованием пробы через бумажный фильтр с последующим его высушиванием до постоянной массы. Выражают в мг/кг.
На практике, для определения концентрации как правило определяют прозрачность с помощью цилиндра Снеллена. При С 7
источник
Данная работа рассчитана на 2 часа академических занятий и на 4 часа самостоятельной работы студентов с преподавателем.
Целью данной работы является ознакомление студентов с данными сокращенного химического анализа подземных вод, методикой их обработки и пересчета путем использования нормативов ГОСТа, систематизация и оценка пригодности их для питьевого водоснабжения или технического использования.
2.2.1 Свойства и характеристика подземных вод. Вопросы практического использования подземных и рудничных вод могут быть решены только после полного изучения их физико-химических свойств, химического и бактериального состава.
Химический состав и физические свойства подземных вод изучают для различных целей: питьевого и технически-хозяйственного водоснабжения (питания паровых котлов, охлаждения машин, тушения пожаров и т.п.), орошения полей, лечебных целей, как поисковый критерий на различные полезные ископаемые, для оценки агрессивности подземных вод по отношению к бетону, коррозирующих свойств по отношению к металлам, для установления связи водоносных горизонтов между собой и с поверхностными водами и т.п.
Подземные воды представляют собой сложные естественные растворы, находящиеся в многообразных связях и взаимодействии с окружающей природной средой. Естественная физико-географическая и геологическая обстановка определяют особенности генезиса и дальнейшего преобразования подземных вод.
К физическим свойствам подземных вод относятся температура, цвет, запах, прозрачность, вкус, привкус, электропроводность и радиоактивность. Определение этих свойств частично проводится непосредственно в полевых условиях при отборе проб воды, а в основном – в химических лабораториях по специальной методике.
Химические свойства подземных вод определяются количеством и соотношением содержащихся в них в растворенном виде солей, присутствующих в воде в виде ионов – анионов и катионов, а также некоторых недиссоциированных соединений, газов и органических соединений.
Среди ионов наибольшее практическое значение имеют следующие: катионы – водород – H + , натрий – Na + , калий – K + , магний – Mg 2+ , кальций – Ca 2+ , железо – Fe 2+ ; анионы – хлор – Cl — , сульфат – SO4 2- , гидрокарбонат – HCO3 — . Из недиссоциированных соединений наиболее часто встречаются окислы железа – Fe2O3, кремния – Si2O3, алюминия – Al2O3, а из газов – углекислый газ – CO2, кислород – O2, азот – N2, метан – CH4, сероводород – H2S.
В результате выполнения данной работы студенты, изучив химический состав подземных вод, должны иметь определенные навыки по их обработке и систематизации, а также определить область практического использования.
Перечень необходимых определений веществ, содержащихся в подземных водах, устанавливается в соответствии с целевым назначением анализа, что и указывается в программе работ гидрогеологических исследований.
2.2.2 Способы выражения химического состава подземных вод. В природной воде молекулы солей почти полностью диссоциированы на ионы, поэтому основной формой выражения результатов химического анализа воды является ионная форма. При этом содержание любого иона в процессе исследования выражается в граммах или миллиграммах на кубический дециметр (что равнозначно литру) воды (г/дм 3 (г/л), мг/дм 3 (мг/л)). Поэтому результаты анализов в химических лабораториях даются в ионной форме, т.е. в г/дм 3 (г/л), мг/дм 3 (мг/л).
Но, делать некоторые выводы о составе и свойствах воды можно, лишь имея анализы в миллиграмм — эквивалентной и эквивалент — процентной формах. Поэтому данные химического анализа должны быть пересчитаны (табл. 3). Для этого вначале необходимо определить эквивалент каждого аниона и катиона. Дело в том, что ионы взаимодействуют между собой в строго определенных эквивалентных весовых соотношениях. Например, один эквивалент одного иона хлора Cl — может взаимодействовать только с одним эквивалентом иона натрия Na + или кальция Ca 2+ . Следовательно, эквивалент – это число, показывающее, в каком весовом соотношении данный ион вступает в соединение с другим ионом. Для пересчета анализа из ионной формы в миллиграмм – эквивалентную следует число миллиграммов каждого иона разделить на его эквивалентный вес, который представляет собой отношение атомного (или ионного) веса данного элемента к его валентности.
Например, кальция Ca 2+ в воде содержится 420 мг/дм 3 . Эквивалентный вес одного иона кальция Ca 2+ равен: 40,08 : 2 = 20,04 мг/экв. Чтобы определить его миллиграмм – эквивалентное содержание надо 420 : 20,04 = 20,96 мг/экв.
Также для пересчета анализов воды в миллиграмм-эквиваленты содержание ионов умножают на специальные пересчетные коэффициенты, которые представляют частное от деления единицы на эквивалентный вес. Для выше приведенного примера пересчетный коэффициент кальция Ca 2+ равен 1 : 20,04 = 0,0499. Если 420 • 0,0499 = 20,96 мг/экв – миллиграмм-эквивалентная форма.
Ниже приведены пересчетные коэффициенты для некоторых ионов:
гидрокарбонат HCO3 — – 0,0164
Если сумму всех катионов и анионов в миллиграмм-эквивалентной форме принять за 100%, можно получить соответствующие выражения для анионов и катионов в эквивалент-процентной форме.
Количества катионов и анионов, выраженные в эквивалент-процентной форме, должны быть равны между собой, т.е. сумма всех катионов должна составлять 50% и сумма всех анионов тоже 50%, что является удобным контролем анализа.
В последнее время очень часто принимают за 100% сумму миллиграмм-эквивалентов анионов и также за 100% — сумму миллиграмм-эквивалентов катионов. Расчет от этого не изменяется, но величины эквивалент-процентов становятся в два раза больше.
Если результаты анализа воды выражены в миллиграмм-эквивалентной форме, то перед символом иона ставят букву r, например rCl — и т.д.
При анализе могут быть неточности. Допустимая неточность анализа определяется из выражения:
Таблица 3 — Исходные данные
№ скв.
глубина взятия пробы, м
pH
сухой оста-ток, г/л
катионы, мг/л
анионы, мг/л
темпе-ратура воды, t 0 C
второсте-пенн. компо-ненты, мг/л
Na + + K +
Ca 2+
Mg 2+
HCO3 —
SO4 2-
Cl —
В итоге пересчетов должна быть составлена таблица следующей формы (табл. 4):
Таблица 4 — Порядок пересчета ионной формы в другие формы
Основные ионы
мг/л
мг∙экв/л
экв./проц.
пересчетные коэффициенты
прочие определения, мг/л
Катионы: Na + K + Ca 2+ Mg 2+ ∑ ∑r + Анионы HCO3 — Cl — SO4 2- ∑ ∑r — Всего
0,0435 0,0256 0,0499 0,0822 0,0164 0,0282 0,0208
При химическом анализе воды определяют величину сухого остатка после выпаривания и количества веществ, содержащихся в воде (минерализацию). Количества веществ показывают в ионной форме, при которой содержание отдельных ионов определяют в миллиграммах на 1 л воды. При выборе и оценке воды источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения пользуются государственными стандартами (ГОСТ – 2874 – 82 и др.). Сумма растворенных в воде веществ – сухой остаток – при t = 105 – 110 0 C не должна превышать 1000 мг/л.
2.2.3 Минерализация. Это экспериментально определенный сухой остаток или подсчитанная сумма минеральных веществ. Единой классификации по степени минерализации нет, их достаточно много применительно к требованиям отдельных ведомств. В таблице 5 приводится выражение общей минерализации подземных вод по В.М. Вернадскому, согласующееся с требованиями их практического использования.
Таблица 5 — Классификация подземных вод по общей минерализации
2.2.4 Жесткость воды. Особое ее качество, обусловленное присутствием углекислых и сернокислых солей Ca 2+ и Mg 2+ . Жесткость поземных вод имеет большое значение при их оценке для практического использования. Жесткая вода плохо взмыливается, дает накипь в паровых котлах (что уменьшает их теплопроводность, приводит к перерасходу топлива и может вызвать аварию) и в посуде, вспенивается, в жесткой воде медленнее развариваются овощи, мясо, крупы и другие продукты.
Различают общую, временную (карбонатную или устранимую) и постоянную жесткость воды. Общей называют жесткость, соответствующую пробе свежей воды. При кипячении воды растворенные в ней бикарбонаты (двууглекислые соли) переходят в углекислые и выпадают в виде осадка или накипи. Жесткость, соответствующая кипяченной воде, называется постоянной. Разность между общей и постоянной жесткостью воды называют временной жесткостью.
Жесткость выражают в градусах жесткости. Существует три системы градусов жесткости: немецкая, французская, английская. За один немецкий градус жесткости принимается содержание в 1 л 10 мг CaO или 7,2 мг MgO. За один французский градус – содержание в 1 л воды 10 мг CaCO3 или 17,5 мг MgCO3. В английской системе одному градусу жесткости соответствует содержание в 1 л воды14 мг CaCO3 (точнее, в английских мерах, — 1 гран (64,79892 мг) CaCO3 на 1 галлон (4,546 л) воды).
Для перевода из одной системы градусов в другую можно воспользоваться такими соотношениями:
В настоящее время в нашем государстве вместо жесткости в градусах введено понятие жесткости в миллиграмм-эквивалентах на литр. За единицу жесткости принимают 1 мг-экв Ca, т.е.20,04 мг Ca на 1 л воды. Вместо кальция может быть принят 1 мг-экв магния, т.е. 12,16 мг Mg на 1 л воды. Для перевода из системы градусов жесткости (немецких) в миллиграмм-эквиваленты и обратно можно воспользоваться такими соотношениями: 1 мг-экв/л соответствует 2,8 0 жест. (нем.); 0,357 мг-экв/л соответствует 1,0 0 жест. (нем.).
Жесткость природных вод колеблется в пределах от нескольких до десятков и сотен мг-экв/л; в одном и том же водоисточнике жесткость неодинаковая в разные времена года.
В случае необходимости использования жестких вод для тех или иных целей их приходится обрабатывать специальными способами для снижения жесткости до требуемых норм.
Природные воды по общей жесткости О.А. Алекин подразделяет на пять групп (табл. 6):
Таблица 6 — Классификация природных вод по общей жескости
Оценка воды
Жесткость, мг-экв/л
Очень мягкая Мягкая Умеренно-жесткая Жесткая Очень жесткая
До 1,5 1,5 – 3,0 3,0 – 6,0 6,0 – 9,0 >9,0
2.2.5 Оценка воды по активной реакции. Как уже отмечалось, в воде часть молекул всегда находится в диссоциированном состоянии, в виде ионов H + и OH — . Концентрация недиссоциированной воды считается постоянной, поэтому произведение ионов водорода и ионов гидроксила при данной температуре тоже будет величиной постоянной. При температуре 22 0 C эта величина равна 10 -14 . Так как чистая вода имеет нейтральную реакцию, количества ионов водорода и ионов гидроксила должны быть равны. Следовательно,
Это выражение означает, что в 1 л чистой воды при 22 0 C содержится 10 -7 грамм-молекул воды в ионизированном виде, т.е. 10 -7 грамм-ионов водорода и 10 -7 грамм-ионов гидроксила. Если [H + ] = 10 -7 , то lg[H + ] = -7 и — lg[H + ] = 7. Выражение — lg[H + ] означает pH. Следовательно, если pH 7 – щелочная.
По величине активной реакции или водородного показателя pH природные воды классифицируются следующим образом (табл. 7):
Таблица 7 — Классификация природных вод по активной реакции
Признак
Значение pH
Весьма кислые Кислые Нейтральные Слабощелочные Высокощелочные
9
Подземные воды в большинстве своем имеют слабощелочную реакцию. Воды сульфидных и особенно колчеданных и каменноугольных месторождений обычно кислые и часто весьма кислые.
Определять концентрацию водородных ионов необходимо на месте взятия пробы; наиболее употребительный способ определения – колориметрический, основанный на свойстве индикаторов менять окраску в зависимости от концентрации водородных ионов.
2.2.6 Агрессивные свойства подземных вод. Отрицательное воздействие подземных вод на металл и бетон называется агрессивностью воды. Это свойство обусловлено присутствием в воде ионов бикарбоната, водорода, агрессивной углекислоты, сульфатов и магния. В связи с этим различают агрессивность выщелачивания, общекислотную, углекислую, сульфатную и магнезиальную. Оценку различных видов агрессивности проводят по справочнику «Нормы и технические условия. Бетон гидротехнический. Признаки и нормы агрессивности воды-среды».
Наличие натриевых и калиевых солей вызывает образование накипи. Свободный ион H + вызывает разъедание стенок котлов и труб. Временная (устранимая) жесткость воды является с этой точки зрения положительным фактором, так как ионы HCO3 — связывают свободные ионы H + . Кроме ионов водорода разъедающее действие на металл оказывают ионы кислорода, углекислоты, сероводорода. Поэтому вода, применяемая для технических целей, нуждается в предварительной обработке. После обработки вода по большей части становится непригодной для питья.
Агрессивность выщелачивания возникает при малом содержании в воде HCO3 — (менее 1,5 мг-экв/л). В этих условиях происходит растворение и вымывание из бетона содержащейся в нем извести.
Общекислотная агрессивность обусловлена низким значением водородного показателя pH (менее 5), из-за чего усиливается растворение извести бетона.
Углекислая агрессивность возникает в результате действия агрессивной углекислоты CO2. В процессе взаимодействия с водой из цемента выделяется свободная известь CaCO3, которая реагирует со свободной углекислотой CO2. Реакция идет по схеме CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. Образующийся при этом бигидрокарбонат кальция является растворимым и легко выносится из бетона.
Вода для большинства марок цемента становится агрессивной, если содержание в ней свободной углекислоты больше величины, определяемой по формуле a∙Ca + b. Содержание Ca 2+ выражается в мг/л, а коэффициенты a и b определяются в зависимости от карбонатной жесткости HCO3 — (мг-экв/л) и суммарного содержания ионов Cl — + SO4 2- в мг/л по специальной таблице 14.
Сульфатная агрессивность возникает при наличии в воде повышенного количества сульфата SO4 2- ; в бетоне происходит кристаллизация новых соединений, образование которых сопровождается увеличением объема, вследствие чего происходит разрушение бетона. Такими новыми соединениями являются гипс CaSO4 ∙ 2H2O и сульфоаллюминат кальция 3CaO ∙ Al2O3 ∙ 3CaSO4 ∙ 31H2O (цементная бацилла). При образовании гипса объем бетона увеличится в два раза, а при образовании цементной бациллы – в 2,5 раза.
При содержании в воде SO4 2- менее 250 мг/л сульфатная агрессивность отсутствует независимо от содержания хлора Cl — . Вода становится агрессивной по отношению к обычным портландцементам, если содержание ионов SO4 2- будет больше приведенных ниже показателей с учетом содержания в воде ионов хлора Cl — (мг/л):
Cl — — менее 1000 SO4 2- — 250
Магнезиальная агрессивность, подобно сульфатной, ведет к разрушению бетона при соприкосновении его с водой, содержащей повышенное количество Mg 2+ . При этом, если содержание ионов магния Mg 2+ будет меньше 1000 мг/л, вода считается магнезиально – неагрессивной независимо от содержания иона SO4 2- (мг/л). При содержании ионов магния Mg 2+ более 1000 мг/л и больше величины, определяемой по формуле К- SO4 2- , вода считается агрессивной. Величина К для обычного портланд — цемента равна 7000.
2.2.7 Классификация подземных вод по химическому составу. Единой общепринятой классификации подземных вод в зависимости от их химического состава нет, что объясняется чрезвычайно разнообразным качественным и количественным химическим составом природных вод. Наиболее удобны те классификации, которые построены на принципе деления вод по преобладающим ионам (катионам и анионам) и по соотношению между ними. Именно на этом принципе построена классификация О.А. Алекина, широко используемая в геолого–разведочной, горной промышленности, гидротехнике и коммунальном хозяйстве.
В соответствии с этой классификацией все природные воды по преобладающему в них аниону делятся на три больших класса – гидрокарбонатные, хлоридные и сульфатные. Каждый класс, в свою очередь, по преобладающему катиону делится на три группы – натриевые, кальциевые и магниевые. Группы по соотношению между ионами подразделяются на четыре типа:
I тип: HCO3 — > Ca 2+ + Mg 2+ — воды маломинерализованные;
II тип: HCO3 — 2+ + Mg 2+ — + SO4 2- — воды умеренной минерализации;
III тип: HCO3 — + SO4 2- 2+ + Mg 2+ или, что то же самое,
Cl — > Na + — воды высокоминерализованные;
IV тип — HCO3 — = 0 – воды кислые, имеются только в сульфатном и хлоридном классе.
Для удобства сопоставления анализов воды используют различные способы сокращенного изображения состава. Наиболее часто применяются формула М.Г. Курлова, графические – прямоугольник солевого состава Н.И. Толстихина и треугольники Фере ионного состава.
Формула М.Г. Курлова представляет собой псевдодробь, где в числителе располагаются по убывающей анионы с индексом, равным содержанию данного иона в экв/%, в знаменателе — в такой же последовательности катионы. Ионы, содержание которых не превышает 10 экв/%, в формулу не включаются. Количество анионов и катионов округляется до целого числа. Перед дробью даются значение минерализации (М) с индексом, равным количеству сухого остатка в г/л, а также содержание элементов и газов с индексами, равными их содержанию в мг/л. После дроби указываются температура воды в градусах (t 0 C) и активная реакция воды (pH).
В наименовании состава воды рекомендуется называть первыми анионы, затем катионы, а также элементы и газы. Ионы, содержание которых в воде менее 25%, не называются.
Прямоугольник солевого состава Н.И. Толстихина (рис. 13) состоит из трех вертикальных граф. Левая и правая графы делятся на 10 равных частей, каждая часть приравнивается 10%. Нумерация производится снизу вверх. В левой графе изображаются катионы, в правой – анионы в экв/%. В средней графе показывают состав и процентное содержание солей, которые образуются в результате реакции катионов и анионов. Катионы и анионы на графике располагаются снизу вверх в последовательности, определяемой относительной реактивной силой: K + , Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , Fe 2+ , NO3 — , Cl — , Br — , I — , SO4 2- , HCO3 — , CO3 2- .
Катионы
Соли
Анионы
Ca 2+
CaCl2, CaSO4, Ca(HCO3)2
HCO3 —
Mg 2+
MgCl2, MgSO4, Mg(HCO3)2
SO4 2-
Na +
NaCl, Na2SO4, NaHCO3
Cl —
Рисунок 13 – Прямоугольник солевого состава
Треугольники Фере ионного состава (рис. 14) составляются отдельно для катионов и анионов, содержание которых дается в экв/%. В произвольном масштабе вычерчиваются два равносторонних треугольника, в вершинах которых располагаются катионы и анионы. Считается, что в вершине количество каждого катиона и аниона равно 100%. Далее, каждая сторона треугольника делится на 10 равных отрезков, соответствующих 10-ти процентам. Содержание катиона или аниона откладывается в виде точек на двух прилежащих к этой вершине сторонах треугольника. Эти точки затем соединяются прямой линией, параллельной третьей стороне. В итоге в каждом треугольнике получится по три прямые линии, точка пересечения которых графически изображает химический состав воды.
2.2.8 Оценка воды для питьевого водоснабжения. Вода, используемаядля хозяйственно-питьевого водоснабжения, должна удовлетворять требованиям ГОСТ — 2874-82 «Вода питьевая, технические требования к качеству». Согласно этого стандарта ниже приведены предельно-допустимые концентрации (ПДК) для некоторых показателей (табл. 8):
Таблица 8 — Нормативы ГОСТ 2874-82
Показатель
ПДК, не более
1.Активная реакция, pH 2.Сухой остаток, мг/л 3.Общая жесткость, мг-экв/л 4.Хлориды Cl — , мг/л 5.Сульфаты SO4 2 , мг/л 6.Нитраты N2, мг/л 7.Аммиак по N, мг/л 8.Железо Fe 2+ , мг/л 9.Свинец Pb 2+ , мг/л 10.Мышьяк As 3+ , мг/л 11.Фтор F, мг/л 12.Медь Cu 2+ , мг/л 13.Цинк Zn 2+ , мг/л 14.Остаточный алюминий Al 2+ , мг/л 15.Фенол, мг/л 16.Стронций Sr 2+ , мг/л 17.Природный уран U 235 , U 238 , мг/л
При отсутствии источника с пресной водой разрешается использовать воду с сухим остатком до 1500 мг/л, при общей жесткости до 10 мг-экв/л. В каждом случае возможность использования таких вод должна быть согласована с органами санитарно-эпидемиологической службы.
Питьевая вода должна быть прозрачна, бесцветна, не иметь запаха, быть приятной на вкус. Золотисто-желтая или бурая окраска воды свидетельствует о наличии в ней растворенных органических веществ. Соленый вкус обуславливается значительным количеством NaCl, а горький – присутствием MgSO4. Наличие в воде солей азотной и азотистой кислот, а также аммиака указывает на связь этой воды с участками, где происходит разложение органических веществ, следовательно, на возможность наличия болезнетворных бактерий. Кроме того, пригодность воды для питья определяется по наличию кишечной палочки Coli. Сама по себе кишечная палочка безвредна, но ее наличие также свидетельствует о возможном присутствии болезнетворных бактерий. Количественные показатели определяются коли-тиром, т,е. наименьшим количеством кубических сантиметров воды, содержащим одну кишечную палочку (300 см 3 ), или коли-тестом, т.е. наибольшим количеством кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды ( 0 C
Второ-степен. компо-ненты, мг/л
Na + + K +
Ca 2+
Mg 2+
HCO3 —
SO4 2-
Cl —
25,0
6,5
33,0
CO2=18 Br2=0,6
Выполнить следующие виды работ:
а) Пересчитать результаты анализа из ионной формы в миллиграмм-эквивалентную и эквивалент-процентную формы и составить таблицу.
б) Оценить воду по степени минерализации.
в) Определить и оценить воду по всем видам жесткости.
д) Определить и оценить воду по всем видам агрессивности.
е) Произвести классификацию подземных вод по химическому составу.
ж) Выразить химический состав подземных вод в виде:
2) прямоугольника солевого состава
з) Оценить пригодность воды для питьевого водоснабжения.
Порядок выполнения работы
а) Для перерасчета результатов анализа согласно заданию составляется таблица 10.
В природной воде содержание K + составляет всего 4 – 10% от содержания Na + , поэтому все расчеты производятся по Na + .
Таблица 10 — Порядок пересчета из ионной формы в другие
Основные ионы
мг/л
мг∙экв/л
экв./проц.
пересчетные коэффициен-ты
прочие определения, мг/л
Катионы: Na + K + Ca 2+ Mg 2+
482,85 20,96 106,86
79,07 3,43 17,50
0,0435 0,0256 0,0499 0,0822
CO2=18,0 Br2=0,6
∑ ∑r + Анионы HCO3 — Cl — SO4 2- ∑ ∑r — Всего
610,67 1,15 545,67 56,16 602,98
0,19 90,50 9,31
0,0164 0,0282 0,0208
б) Определяем степень минерализации
Таблица 11 — Классификация подземных вод по общей минерализации
Согласно классификации данная вода горько-соленая (М = 34,940 г/л).
в) Определяем все виды жесткости
Общая жесткость равна 20,96 + 106,86 = 127,82 мг-экв/л
Карбонатная жесткость равна 1,15 мг-экв/л
Постоянная жесткость равна 127,82 – 1.15 = 126,67 мг-экв/л
Таблица 12 — Классификация природных вод по общей жесткости
Оценка воды
Жесткость, мг-экв/л
Очень мягкая Мягкая Умеренно-жесткая Жесткая Очень жесткая
До 1,5 1,5 – 3,0 3,0 – 6,0 6,0 – 9,0 >9,0
Согласно таблицы 12 данная вода относится к очень жестким.
г) По значению активной реакции определяем pH среду
Таблица 13 — Классификация природных вод по активной реакции
Признак
Значение pH
Весьма кислые Кислые Нейтральные Слабощелочные Высокощелочные
9
Так как в нашем анализе pH = 6,5, данная среда – кислая.
д) Определяем агрессивные свойства данной воды
— так как значение HCO3 — равно 1,15 мг-экв/л, т.е меньше 1,5 мг-экв/л, агрессивность выщелачивания присутствует;
— так как pH = 6,5, больше 5,0, общекислотная агрессивность отсутствует;
— в нашем анализе содержание свободной углекислоты составляет 18,0 мг/л. Из таблицы 14 берем значения коэффициентов a = 0,00 и b = 17. Вычисляем по формуле: a∙Ca + b = 17. Так как содержание свободной углекислоты составляет 18,0 мг/л, т.е. больше, чем определенное по формуле, углекислая агрессивность присутствует.
— Так как в данном анализе содержание SO4 2- составляет 2700 мг/л при содержании Cl — = 19350 мг/л, сульфатная агрессивность присутствует.
— Содержание Mg 2+ составляет 1300 мг/л (>1000), применяем формулу К — SO4 2- , т.е. 7000 – 2700 = 4300, 1300 0 C pH6,5 ( 5 )
По химическому составу вода хлоридно-натриевая, бромисто-углекислая.
, мг/дм 3 
, мг/дм 3 рН 
а) 
б) 
> 0
> 
в) Na + > суммы всех солей
> 0
абсолютная ошибка 34,89 — 36 = -1,11, относительная ошибка
Перенести навеску КВг в мерную колбу вместимостью 250 мл, добавить дистиллированной воды до метки 250 мл, перемешать, закрыв пробкой. Подписать название, химическую формулу, точную концентрацию.
соответствующей температуре кипения С2Н5ОН;
| 7079 — 
или читать все.