Химический анализ воды

Для определения пригодности воды для тех или иных практических целей приходится делать ее химический анализ. Если анализ производят в полевой обстановке, он, естественно, не может быть полным. При полевом анализе (или полевом испытании) воды обычно довольствуются качественными определениями содержания в ней тех или иных компонентов.

От назначения воды зависит характер анализа. Так, например, если предполагается воду использовать для питьевых целей, то определяют наличие аммиака, серо­водорода, азотной и азотистой кислот, хлора и жесткость. Если вода должна быть использована для орошения, то присутствие азотистых, азотных соединений, аммиака и сероводорода не имеет значения, но очень важно знать количество хлористых, сернокислых и углекислых солей. Иные требования “предъявляются к водам, используемым в промышленных целях. Некоторые вещества, содержащие­ся в природных водах, способствуют разъеданию (кор­розии) стенок паровых котлов и труб (свободная и полусвязанная углекислота, сероводород, гумусовые вещества и др.) или ведут к образованию на них накипи. Серно­кислый кальций разъедает (корродирует) также и цемент.

При проведении качественных анализов и при достаточ­ном опыте качественные реакции сопровождают определе­ниями «следы», «мало», «много» и т. д., имеющими боль­шую практическую ценность, указывающими на необходи­мость или ненужность количественных анализов.

Для полевого анализа воды существуют так называемые походные лаборатории. Лаборатории представляют собой удобные к переноске ящики, содержащие необходимые для качественных и частью количественных химических опре­делений реактивы и посуду. Запас реактивов в них обеспе­чивает производство около 100 анализов. Очень удобны для анализов реактивы в запаянных стеклянных ампулах небольшой емкости. Походные (полевые) лаборатории изготовляются на заводах по схемам А. А. Резникова и Г. Г. Соколова.

Степень концентрации ионов Н указывает величина pH, которая представляет логарифмический показатель концентрации водородных ионов, взятый с обратным зна­ком. В зависимости от концентрации ионов Н⁺ и ОН" вода обладает кислотными или щелочными свойствами. Если раствор кислоты децинормальный, то его кислотность равна 1/10 нормальной кислоты = 1 : 10 = I^-1, а pH = 1. Соответственно pH = 2 при растворе кислоты 1 : 100 = I^-2, pH = 3 при растворе 1 : 1000 = 1~³, pH = 6 при растворе 1 : 1000000 = I^-6. При pH = 7 реакция нейтраль­на, 0 нормальной кислоты или нормальной щелочности, при pH = 8 раствор щелочи = 1 : 1000000 = 1~⁶, при pH = 9 раствор щелочи = 1 : 100000= I^-5, при рН= 10 раствор щелочи = 1 : 10000 = I^-4, при pH = 13 раствор щелочи =

1 : 10^-1, при pH = 14 или pH = 0 мы имеем дело с нор­мальной щелочностью или нормальной кислотностью. Таким образом, pH = 7 характеризует нейтральную реакцию, т. е. такую, когда концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксильных ионов. Для кислой реакции pH будет меньше семи, а для щелочной больше семи. Нейтральная среда является равновесной по содержанию конов Н и ОН.

В поле pH воды определяют с помощью индикаторов, дающих различные окраски в зависимости от величины pH. Полученные окраски сравнивают с готовыми образ­цами. Набор образцов и индикаторов имеется в виде прибо­ра Михаэлиса в полевой лаборатории Резникова.

Полные анализы производятся в лаборатории. При полном анализе определяют pH, Cl^-, SO₄, HCO₃, Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ + K⁺, плотный остаток при определенной всегда указываемой температуре высушивания. Обычно указываются температуры 105, 110, 180° С. При сокращенном лабораторном анализе как минимум определяются Cl^-, SO₄, НСО₃ + CO₃, плотный остаток и pH.