Обработка данных химического анализа

22 марта

Часто химиче­ские анализы воды выражают в солях, но этот способ многими осуждается как допускающий произвольное комби­нирование полученного из анализа фактического материала.

Анализ воды из артезианского колодца

Оксилы и ионы

Количество, г/л

Соли

 Количество, г/л

 

 

 

1

2

3

4

Si02

0,0105

КСl

 

0,0452

0,0181

0,0211

Аl203

0,0013

NaCl

0,8968

0,8384

0,7164

0,8172

203

0,0023

СаСl2

.—

0,0877

0,0292

S04

0,9991

MgCl2

0,0154

0,0571

0,0242

СО3

0,3953

K2S04

0,0528

0,0211

0,0246

Сl

0,5418

Na2S04

0,4649

1,4781

1,2495

1,0642

Na

0,8086

CaS04

0,5450

0,1218

0,2223

К

0,0237

MgS04

0,3360

0,0711

0,1357

Са

0,1581

K2C03

0,0084

0,0028

Mg

0,0672

Na2C03

0,6983

0,2793

0,3259

 

 

CaC03

0,3952

0,2278

0,2076

 

 

MgC03

0,2215

0,1355

0,1190

 

 

Al203

0,0013

0,0013

0,0013

0,0013

 

 

Fe203

0,0020

0,0020

0,0020

0,0020

 

 

Si03

0,0105

0,0105

0,0105

0,0105

 

Итого

3,0076

3,0076

3,0076

3,0076

Для удобства сравнения обыкновенно перечисляют дан­ные химического анализа в эквивалентную форму. Для этого выписывают весь анализ в ионной форме. Далее делением весовых количеств всех ионов, выраженных в мил­лиграммах, на их ионный вес переводят данные анализа в молекулы или ион-молекулы (миллимоль). И, наконец, значения (цифры) ион-молекул делением на валентность соответственного иона переводят в миллиграмм-эквивалент (милливаль).

Для упрощения пересчета умножаются ионные значения на особый коэффициент, представляющий частное от деле­ния валентности иона на ионный вес.

Анализ морской воды

Окис­лы и ангид­риды

Кол-во, г/л

Соли

Кол-во, г/л

Ионы

Кол-вог/л

Милли­моли

Милливали

милливаль

Na2О

14,435

NaCl

27,215

Na+

10,710

465,90

465,90

77,18

К2О

0,470

MgCl2

3,827

К+

0,290

9,98

9,98

1,68

СаО

0,588

MgSO4

1,658

Са2+

0,420

10,48

20,96

3,52

MgO

2,155

CaS04

1,260

Mg2+

1,300

53,43

106,86

17,64

SO3

2,250

K2S04

0,863

SO2-

2,700

28,08

56,16

9,30

Cl

9,350

MgBr2

0,076

Cl-

19,350

545,68

545,68

90,20

Br

10,060

CaC03

0,121

Br-

0,060

0,75

0,075

0,12

CO3

0,051

 

 

CO2+

0,070

1,16

2,33

0,38

 

39,353

 

35,000

 

35,000

1115,46

1208,62

200

Вычисленные таким образом миллиграмм-эквиваленты дают возможность сравнивать данные разнообразных хими­ческих анализов воды, так как точно определяют значение каждого радикала в растворе. Обыкновенно для того чтобы отметить, что анализ представлен в миллиграмм-эквивалент- ной форме, к символу иона приставляют букву r, например, rK, rНСO3. Пересчет в эквивалентную форму дает возмож­ность проверить данные анализа, так как суммы катионов и анионов должны быть равны.

Пересчетная таблица аналитических данных

Ионы и оки­слы

Ион­ный вес

Вален­тность

Эквивалентный вес

Пересчетный коэф­фициент

Логариф­мы

К+

39,10

1

39,1

1 : 39,1=0,0256

2,40824

Na+

23,0

1

23,0

1 : 23=0,0435

2,6348

Са2+

40,07

2

40,07 : 2=20,04

1 : 20,04=0,0499

2,69810

Mg2+

24,32

2

24,32 : 2=12,16

1 : 12,16=0,0822

2,91487

Аl3+

27,1

3

27,1 : 3=9,03

1 : 9,03=0,1107

1,04414

Fe2+

55,84

2

55,84 : 2=27,92

1 : 27,92=0,0358

2,55388

Fe3+

-

3

55,84 : 3=18,61

1 : 18,61=0,0538

2,73078

O2-

16,0

2

16 : 2=8

1 : 8=0,1250

1,19691

H-

1,008

1

1,008

1 : 1,008=0,9921

1,99656

Сl-

35,46

1

35,46

1 : 35,46=0,0281

2,44871

SO2-

96,07

2

96,07 : 2=48,04

1 : 48,04=0,0208

2,31806

CO2-

60,0

2

60 : 2=30

1 : 30=0,0339

2,52244

HCO3

61,1

1

61,0

1 : 61=0,0164

2,21484

SiO2-

76,03

2

76,03 : 2=38,02

1 : 38,02=0,0263

2,41996

СаО

56,07

2

56,07 : 2=28,04

1 : 28,04=0,0357

2,55267

MgO

40,32

2

40,32 : 2=20,16

1 : 20,16=0,0496

2,69548

Na20

62,0

2

62 : 2=31

1 : 31=0,0323

2,50920

K2O

94,2

2

94,2 : 2=47,1

1 : 47,1=0,0212

2,32634

CO2

44,0

2

44 : 2=22

1 : 22=0,0454

2,65706

SiO2

60,3

2

60,3 : 2=30,2

1 : 30,2=0,0331

2,51983

Fe2O3

159,2

6

159,68 : 6=26,6

1 : 26,6=0,0376

2,57519

Al2O3

102,68

6

102,2 : 6=17

1 : 17=0,0588

2,76938

Выражение результатов анализа в окислах и ангидридах дает в сумме величину большую, чем та, которую получают при выражении анали­за в солях или ионах, так как в первом случае произвольно присоединяем кислород к калию, натрию, кальцию и маг­нию (в данном примере разница достигает 4,358 г, ошибка достигает 12,3%). Выражая результаты анализа в про­центах от суммы эквивалентов, мы исключаем элемент концентрации и, следовательно, имеем возможность судить лишь о пропорциональности или соотношении составных частей. В этом случае всегда необходимо иметь величину плотного остатка или сумму милливалей.

Природные воды, взятые в различных условиях нахож­дения в земной коре, обладают различным составом. Поэто­му возникает необходимость в разделении их на группы или классы в зависимости от относительной величины различных групп составных частей. Наиболее общим явля­ется разделение вод на кислые, в которых особенное значе­ние имеет ион водорода (Н~), и щелочные, в которых такую же роль играет гидроксильная группа (ОН~). Когда эти две группы уравновешены (Н- = ОН-), воды нейтральные. Качественно кислотность (или, что то же, соленость) и щелочность вод устанавливаются реакцией на лакмусовую бумагу или иным способом.

Химический анализ позволяет выделить анионы силь­ных (Cl-, SO2-, NO3) и слабых (НСО3, СO3) кислот, катио­ны щелочей (К+, Na+) и щелочных земель (Са2+, Mg2+). При комбинировании результатов анализов подземных вод сильные кислоты связываются в первую очередь со щело­чами; если имеется избыток сильных кислот, то они связы­ваются со щелочными землями, затем с металлами; далее слабые кислоты связываются в той же постепенности с остав­шимися катионами.

Продукция