teoria lab1, Studia, PK OŚ, chemia, laboratorium
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Laboratorium teoria I część
Skład chemiczny wód w wielu częściach świata jest bardzo róŜny, dlatego normy
czystości są róŜne i nie ma moŜliwości ustalenia ścisłych norm chemicznych jakości wody.
Światowa Organizacja Zdrowia podaje dopuszczalne stęŜenia niektórych związków
występujących w wodzie. Obecnie (od 1978r.) proponuje się podawania takŜe tymczasowych
maksymalnych dopuszczalnych stęŜeń toksycznych do oceny przydatności wody do picia.
Wynika to z pojawienia się w wodzie związków organicznych – pochodnych trójhalogenków
metanu. Pochodne halogenowe tworzą się w trakcie chlorowania wody i przypuszcza się, Ŝe
są one związkami rakotwórczymi. Aby się ich pozbyć moŜna stosować absorpcję na węglu
aktywnym i sposób ten zaleca się do oczyszczania wody w wodociągach obsługujących do
75 000 mieszkańców. Woda oprócz stosowania do celów komunalnych jest takŜe stosowana
do celów przemysłowych, rolniczych, ciepłowniczych, w energetyce, chłodnictwie, w
przemyśle spoŜywczym...itp.
BADANIE FIZYCZNE WODY
Oznaczanie temperatury
(PN-77/C-04584)
.
Temperatura wód naturalnych moŜe wahać się od 273 K do temperatury wrzenia. Z
tego punktu widzenia są one dzielone na 6 klas od bardzo zimnej (273-7K) do wrzącej
(>373K). Temperatura wód powierzchniowych, zaskórnych i infiltracyjnych, w zaleŜności od
pory roku waha się od 273-298K, jest ona takŜe zmienna w zaleŜności np. od głębokości
zbiornika (najgłębsze warstwy mają temperaturę 277K, zbliŜoną do temperatury największej
gęstości wody). Wody podziemne wykazują większą stałość temperatury. Ma ona znaczny
wpływ na proces samooczyszczania biologicznego wód naturalnych, proces ten ulega
spowolnieniu w temperaturach niskich, zgodnie z regułą van’t Hoffa.
Temperatura wody do picia powinna wynosić 280-285K. PowyŜej 288K woda jest
niesmaczna, mdła i nie zaspakaja pragnienia, zaś <278K moŜe działać szkodliwie.
Równocześnie z oznaczeniem temperatury wody oznacza się temperaturę powietrza.
Oznaczanie barwy
(PN-74/C-04558)
.
Barwa wody ma szczególne znaczenie przy zaopatrywaniu ludzi w wodę do picia, na
potrzeby niektórych gałęzi przemysłu jak i wykorzystaniu jej do celów reakcyjnych.
Woda chemicznie czysta w małej objętości jest bezbarwna, w grubej warstwie ma
odcień niebieskawy. Naturalna barwa wody, jej odcień i intensywność pochodzi i zaleŜy
zazwyczaj od substancji humusowych. Skala barw wody jest bardzo szeroka, od zabarwienia
lekko Ŝółtego do barwy brązowej. Wody podziemne odznaczają się małą skalą barwy
1
naturalnej (5-20 gPt/m
3
), barwa wód powierzchniowych jest zmienna w szerokich granicach
(np. powodowana ściekami przemysłowymi z produkcji barwników, farb i przemysłu
tekstylnego, produkcji celulozy). Ścieki przemysłowe nadają wodzie barwę specyficzną.
Wody powierzchniowe mogą zawierać cząstki koloidalne, pochodzące z produktów rozpadu
roślin oraz zawiesiny, gliny, iły i inne cząstki wyługowane z gleby. Zabarwienie wód
powierzchniowych moŜe być takŜe spowodowane rozwojem mikroorganizmów
(tzw.„zakwit”). Drobne zawiesiny – np. kłaczki strąconego Fe(OH)
3
, równieŜ nadają wodzie
dodatkowe zabarwienie. To zabarwienie, pochodzące od substancji zawieszonej, dające się
łatwo usunąć przez filtrację nazywamy
barwą pozorną
.
Barwa rzeczywista
wody pochodzi
od substancji rozpuszczalnych. Dlatego barwę wody oznacza się na próbie klarownej,
pozbawionej zawiesin, po odsączeniu lub odwirowaniu zanieczyszczeń.
Rodzaje metod badań.
Do oznaczenia barwy stosuje się:
-
metodę porównawczą
– z wykorzystaniem skali wzorcowych roztworów platynowo-
kobaltowych lub dwuchromianowo-kobaltowych. Ma ona zastosowanie przy
badaniu wód naturalnych o barwie identycznej lub bardzo zbliŜonej do barwy
roztworów wzorcowych
Dopuszczalna barwa wody do picia wynosi 15 mgPt/dm
3
. Zabarwienie wody nie świadczy o
jej szkodliwości, moŜe powodować natomiast pogorszenie smaku.
Skala barw
: jednostką barwy jest zabarwienie jakie nadaje 1mgPt zawartej w
chloroplatynianie potasowym K
2
PtCl
6
rozpuszczonym w 1 dm
3
wody destylowanej z
dodatkiem 0.5mg chlorku kobaltowego CoCl
2
´6H
2
O.
Mętność
(PN-79/C-04583).
Jest to wskaźnik jakości wody, spowodowany obecnością zawiesin i koloidów,
powodujących rozpraszanie i absorbowanie światła. Nie wykazuje ona korelacji z
oznaczeniem grawimetrycznym.
Mętność wód podziemnych moŜe pojawiać się dopiero po pewnym czasie np. w wyniku
kontaktu z powietrzem. Reakcje wytrącania się węglanu wapniowego i wodorotlenku
Ŝelazowego (III) biegną zgodnie ze schematem:
Ca(HCO
3
)
2
®
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
2 Fe(HCO
3
)
2
+ H
2
O + ½ O
2
®
2 Fe(OH)
3
+ 4 CO
2
2
Powierzchniowe wody płynące najczęściej są mętne, gdyŜ zawierają rozdrobnione substancje
organiczne pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, substancje humusowe, plankton, wyŜsze
drobnoustroje, cząstki gliny, piasku, iłu, wytrącone związki Ŝelaza, manganu, wapnia.
Mętność wody jest cechą fizyczną, wpływającą przede wszystkim na wygląd i apetyczność
wody. Woda mętna nie nadaje się do picia i na potrzeby gospodarcze, szczególnie gdy
mętność jest pochodzenia organicznego, świadcząca o zanieczyszczeniu ściekami
.
Zawiesiny
i koloidy mogą być pochodzenia:
A.
mineralnego
·
glina
·
iły
·
piasek
·
wytrącone związki Ŝelaza, manganu, glinu, wapnia
B.
organicznego
·
rozdrobnione substancje organiczne
·
kwasy humusowe
·
plankton
·
wyŜsze mikroorganizmy
Szczególne znaczenie w ocenie wody ma mętność powodowana obecnością zawiesin
organicznych, mogących świadczyć o zanieczyszczeniu wód ściekami.
W wodach powierzchniowych występowanie tego wskaźnika uzaleŜnione jest równieŜ od
warunków atmosferycznych; pod czas opadów, wiosennych roztopów w wyniku większej
ilości wody w rzekach jest zwiększony przepływ (bardziej burzliwy), który powoduje
wzruszenie osadów (mułu) z dna rzeki.
Przyczyny zanieczyszczenia wód powierzchniowych wymienionymi związkami:
A.
turbulencje w wodach rzek- stosunkowo duŜe zawiesiny z osadów dennych porywane
przez nurt rzeki
B.
powodzie, wody burzowe
C.
ścieki bytowe i przemysłowe
D.
nadmierny rozwój planktonu
Mętność wód rzecznych zmienia się w bardzo szerokim zakresie.
3
RóŜnorodność cząstek powodujących mętność sprawia, Ŝe znajomość tej wielkości daje tylko
ogólny pogląd na charakter zanieczyszczenia wody.
Woda do picia powinna być klarowna i nie moŜe zawierać zarówno substancji organicznych
jak i mineralnych powodujących mętność.
Woda o wysokiej mętności moŜe chronić mikroorganizmy przed działaniem dezynfekcyjnym
i moŜe pobudzać wzrost bakterii. Dlatego we wszystkich tych przypadkach, kiedy woda jest
dezynfekowana, mętność musi być tak niska, aŜeby dezynfekcja mogła być skuteczna.
Zaleca się aŜeby mętność wody była utrzymana na moŜliwie najniŜszym poziomie ze
względu na jej znaczenie dla jakości wody pod względem mikrobiologicznym.
Dopuszczalne zmętnienie wód uŜytkowych nie moŜe przekraczać 1mg SiO
2
/dm
3
. Jako
jednostkę mętności przyjmuje się mętność takiej wody, która zawiera 1mg/dm
3
SiO
2
o
wymiarze SiO
2
ok. 100mm (koloid) lub kaolinu, lub koloidalny wzorzec formazynowy
otrzymywany przez zmieszanie
H
2
SO
4
w 100cm
3
wody destylowanej
10g (CH
2
)
6
N
4
(urotropina) w 100cm
3
wody destylowanej
Pobiera się po 10cm
3
takich roztworów do kolby poj. 200cm
3
, miesza, pozostawia na 24 godz.
i uzupełnia wodą destylowaną. Wzorzec taki ma mętność 400mg/dm
3
.
Wykonanie ćwiczenia wizualną metodą turbidymetryczną
: badaną próbkę dokładnie
wymieszać i wlać do kolby miarowej poj. 200cm
3
, następnie porównać ją z przygotowanymi
´
wzorcami mętności. Porównanie przeprowadzić na tle okna, trzymając kolby na wysokości
oczu. NaleŜy pamiętać o dobrym wymieszaniu wzorców oraz wody badanej. Jeśli mętność
jest większa niŜ skala wzorców, próbkę rozcieńczyć wodą destylowaną , uwzględniając ten
fakt przy obliczaniu wyników oznaczenia.
Zapach
(PN-72/C-04557)
.
Zapach naleŜy do czynników organoleptycznych, którego ocena zaleŜy od
indywidualnych odczuć człowieka – jego powonienia. Aby wyeliminować błędy naleŜy
oceniać zapach wody przez zespół trzyosobowy.
Woda chemicznie czysta jest bezwonna. Zapach wód naturalnych moŜe być spowodowany
przez występujące w nich róŜne wonne substancje, przewaŜnie pochodzenia organicznego, ale
takŜe nieorganicznego np. siarkowodór i fosforowodór, związki lotne, produkty rozkładu
substancji organicznych, wyŜsze drobnoustroje. MoŜe takŜe pochodzić od zanieczyszczeń
ściekami bytowo-gospodarczymi lub przemysłowymi. Naturalne zapachy wód
powierzchniowych są powodowane przez glony (wydzielające olejki eteryczne, szczególnie
4
1g (NH
2
)
2
intensywne w czasie zakwitów), pleśnie, grzyby wodne i pierwotniaki. Wpływ na zapach
mają takŜe osady denne oraz procesy fizykochemiczne i biologiczne, zachodzące w tym
środowisku. Wody podziemne w większości przypadków są bezwonne.
Siarkowodór w wodach podziemnych jest produktem rozkładu siarczków metali lub
redukcji biochemicznej siarczanów.
FeS + 2CO
2
+ 2H
2
O
®
H
2
S + Fe(HCO
3
)
2
MeSO
4
+ CH
4
®
MeCO
3
+ H
2
S + H
2
O
H
2
S pojawia się takŜe w wyniku anaerobowego rozkładu białek
StęŜenie siarkowodoru w atmosferze równe jest zeru, gdyŜ szybko wydziela się do atmosfery
lub utlenia np. pod wpływem tlenu rozpuszczonego w wodzie.
H
2
S + 1/2O
2
® H
2
O + S
RozróŜnia się trzy zasadnicze grupy zapachów:
-
zapach roślinny
(
R
), spowodowany obecnością substancji organicznych, nie
będących w stanie rozkładu i nie nadających wodzie cech przykrych. Do takich
zapachów naleŜy zapach ziemi, siana, trawy, torfu, mchu i kwiatów.
-
zapach gnilny
(
G
) jest wywoływany obecnością ciał organicznych w stanie rozkładu
gnilnego i nadający wodzie nieprzyjemną woń, np. zapach siarkowodoru,
stęchlizny, pleśni, fekaliów.
-
zapach specyficzny
(
S
) jest to zapach nienaturalny, powodowany obecnością ciał nie
występujących w wodach naturalnych np. chlor, fenol, benzen, denaturat, smoła
nafta. W badaniach zapachu, w nawiasie podaje się bliŜsze określenie zapachu
np.S(chlor)
Zapach roślinny i gnilny są zapachami pochodzenia naturalnego.
Oprócz rozpoznania zapachu wody naleŜy zwrócić uwagę na jego intensywność.
RozróŜniamy 5 stopni natęŜeń zapachu:
NatęŜenie
Wyczuwalność
zapachu
Określenie
zapachu
0
brak
---
1
bardzo słaby
trudno wyczuwalny
2
słaby
łatwo wyczuwalny
3
wyraźny
dyskwalifikuje wodę do picia
4
silny
dyskwalifikuje wodę do picia i na
potrzeby gospodarcze
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]