Екологічна оцінка якості питної вони міста Херсон

[H+] = [OH] = 107 моль/дм3.

При 22С добуток концентрації цих іонів:

kw = [H+]  [OH] = 1014.

Цей добуток, який має назву іонного добутку води, зберігає постійне значення і в присутності речовин, які утворюють під час дисоціації іони водню та гідроксид-іони: kw = const [18]. Це означає, що досить визначити концентрацію одного з іонів (Н+ або ОН), щоб вирахувати кількість іншого. На практиці знаходять концентрацію іонів водню і позначають її з допомогою водневого показника рН, який являє собою від’ємний десятковий логарифм концентрації іонів водню:

рН =  lg [H+]

Величина рН характеризує стан водного середовища:

 в нейтральному середовищі [H+] = [OH] = 107 моль/дм3, тож рН = 7;

 якщо [H+]  [OH], рН  7 – середовище кисле;

 якщо [H+]  [OH], 7 рН  14 – середовище лужне.

Активна реакція води – один із найважливіших показників її якості, що визначає характер протікання хімічних і біохімічних процесів у природних водах та очисних спорудах [19]. Від рН залежить розвиток та життєдіяльність водних організмів, форма існування у воді цілого ряду хімічних сполук, корозійна активність води відносно металів та бетону тощо. Водневий показник важливий при проведенні ряду процесів її обробки, наприклад, при коагулюванні, реагентному пом’якшенні, знезалізенні, виділенні сполук кремнію, марганцю тощо, при виконанні деяких видів хімічного аналізу. ДержСанПіН України регламентує рН у межах 6, 5... 8, 5.

2. 5. 1 Жорсткість води

Жорсткість води зумовлена наявністю в ній іонів кальцію та магнію. В природних умовах солі надходять у воду внаслідок взаємодії розчиненого у ній діоксиду вуглецю СО2 з карбонатними мінералами (доломітами, вапняками) і хімічного вивітрювання та розчинення гірських порід. Джерелом кальцію та магнію є також стічні води силікатної, металургійної та хімічної промисловості, поверхневий стік із сільськогосподарських угідь, які оброблялись мінеральними добривами, що містять кальцій.

Розрізняють карбонатну Жк, некарбонатну Жнк, кальцієву ЖСа, магнієву ЖMg та загальну жорсткість Жзаг.

Карбонатна жорсткість зумовлена наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію та магнію Ca (HCO3) 2 i Mg (HCO3) 2, а некарбонатна – кальцієвих та магнієвих солей сильних кислот (CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 та ін.). Наявність солей кальцію зумовлює кальцієву жорсткість, а наявність солей магнію – магнієву.

Загальна жорсткість – це сума кальцієвої і магнієвої жорсткості:

Жзаг = Ж Са + Ж Mg;

або карбонатної і не карбонатної:

Ж заг = Ж к + Ж нк.

Одиниця виміру жорсткості води – ммоль/дм3 (мг-екв/дм3). Згідно із ДержСанПіН жорсткість питної води в Україні не повинна перевищувати 7 ммоль/дм3.

Визначення загальної жорсткості ґрунтується на реакції іонів кальцію та магнію з трилоном Б, в результаті чого утворюються комплексні сполуки. На закінчення реакції вказує зміна кольору індикатору еріохром-чорного з винно-червоного на синій. Внаслідок того, що іони Ca2+ i Mg2+ утворюють з трилоном Б малостійкі комплекси, титрування проводять у лужному середовищі, застосовуючи для цього буферну суміш гідроксиду амонію з хлоридом натрію (аміачний буферний розчин), що має рН = 10.

2. 5. 2 Методика визначення лужності

Під загальною лужністю води розуміють суму гідрокарбонатних НСО3, карбонатних СО32, гідроксидних ОН іонів та аніонів слабких кислот. Відповідно до цього розрізняють гідрокарбонатну, карбонатну та гідроксидну лужність. Оскільки в більшості природних вод переважають вуглекислі сполуки (в основному іони НСО3), звичайно враховують лише гідрокарбонатну і карбонатну лужність [16, 17].

Лужність не входить до числа жорстко обмежених за своїм значенням показників якості води, однак ДержСанПіН України рекомендує т. зв. показники фізіологічної повноцінності складу води, до яких входить і загальна лужність 0, 5... 6, 5 мг-екв/дм3.

Лужність води – важливий показник при проведенні багатьох процесів очистки води, особливо при обробці її коагулянтами, пом’якшенні.

Визначення лужності води ґрунтується на реакції іонів НСО3 із соляною кислотою в присутності індикатора  суміші бромкрезолового зеленого і метилового оранжевого (ISO 9963-1).

Реакція проходить згідно рівняння:

НСО3 + Н+ = СО2  + Н2О.

На закінчення реакції вказує зміна кольору з зеленувато-блакитного на сірий.

В конічну колбу місткістю 250 см3 наливають 100 см3 води і додають 2-3 краплі розчину індикатору, перемішують і титрують розчином соляної кислоти (20 ммоль/дм3) до зміни кольору.

Лужність обчислюють за формулою, ммоль/дм3 (мг-екв/дм3) :

 , 2. 3)

де v1 – об’єм розчину соляної кислоти, витраченого на титрування, см3;

С1 – концентрація розчину соляної кислоти, ммоль/дм3 (20 ммоль/дм3) ;

v0 – об’єм проби води, взятої на аналіз, см3 (100 см3).

2. 5. 3 Методика визначення перманганатної окиснюваності

В конічну колбу місткістю 250 см3 наливають 100 см3 води, додають 5 см3 сірчаної кислоти (розведення 1: 3) і розчин перманганату калію (молярна концентрація еквівалента С1 = 0, 01 моль/дм3) у кількості vп = 10 см3. Накривши колбу воронкою кип’ятять 10 хвилин від моменту закипання.

Перманганат калію, як сильний окислювач, реагує з присутніми у воді відновниками:

MnO4 + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O.

Оскільки перманганат додають з надлишком,