Закон эквивалентов

Закон эквивалентов
Задача №11. На титрование 100 мл исследуемой воды, ( т.е. V2 =100 мл ) израсходовано 20 мл ( т.е. V1 = 20 мл ) раствора НСI с нормальностью N1 = 0,1 н.
Требуется определить щелочность воды (Щ= n НСО 3 ) в мг-экв/л и концентрацию бикарбонатных ионов (С НСО 3 ), в мг/л
Решение : Как указывалось раннее, щелочность природной воды обусловлена теми анионами природной воды (в нейтральной среде это, в основном, бикарбонатный ионы НСО -3 ), которые способны связывать катионы водорода сильной кислоты ( Н+ ) и переходить в молекулярные соединения. В нашем случае, катионы водорода появляются в исследуемой пробе природной воды благодаря её титрованию соляной кислотой НСI (со степенью диссоциации 100% ) в соответствии со следующим уравнением:
НСО -3 + Н+ = СО2 + Н2 О
СО2 и Н2 О – это молекулярные соединения, при образовании которых в процессе титрования, связывается ион водорода. Расходование соляной кислоты свидетельствует о том, что природная вода обладает щелочностью.

Закон эквивалентов
Задача №11 (продолжение).
Величину щелочности (мг-экв/л) будем определять по раннее приведенной формуле: Щ= Nх = n НСО 3 = ( V1 х N 1 ) / V2 = [20 (мл) х 0,1 х 1000(мг-экв/л) ]/100 мл = 20 мг-экв/л.
Для определения концентрации НСО -3 (мг/л) воспользуемся раннее рассмотренной формулой:
С НСО 3 = n НСО 3 х Э НСО 3 = 20 (мг-экв/л) х 61 (мг/мг-экв) = 1220 мг/л.
Величина щёлочности играет очень важную роль при проведении процесса коагуляции.

Влияние щелочности воды на процесс коагуляции
При осуществлении процесса коагуляции, например, сернокислым алюминием, для поддержания оптимального значения рН коагуляции, находящегося в пределах от 5,5 до 8,0, необходима достаточная величина щелочности. При низкой величине щелочности воду необходимо подщелачивать известковым молоком Са(ОН)2 , либо содой Na2CO3 в соответствии с формулой:
Дщ = Эщ х ( Дк /ек - Щ исх ) + 1 , где
Дщ – доза подщелачивающего реагента, мг/л
Эщ – эквивалент подщелачивающего реагента, мг-экв/л
Дк – максимальная доза применяемого безводного коагулянта, мг/л
Щ исх – минимальная щелочность очищаемой воды, мг-экв/л
В случае, если доза щелочи, вычисленная по этой формуле, будет больше нуля, то необходимо подщелачивание воды, если меньше нуля, то подщелачивать не следует, так как природной щелочности в последнем случае достаточно для эффективного проведения процесса коагуляции.

Влияние щелочности воды на процесс коагуляции
Задача №12. Коагуляцию природной воды проводят AI2(SO4)3 . Минимальная щелочность природной воды составляет 0,58 мг-экв/л. Максимальная доза безводного коагулянта AI2(SO4)3 составляет 20 мг/л. В качестве подщелачивающего реагента применяют известковое молоко Са(ОН)2 . При какой дозе коагулянта и величине щелочности ( эти данные принимаются самостоятельно) не будет требоваться подщелачивание и при какой дозе коагулянта и величине щелочности возникнет необходимость подщелачивания.
В качестве коагулянтов так же могут быть применены хлорное железо ( FeCI3) и сульфат трехвалентного железа `Fe2(SO4)3. Для подщелачивания применяют и соду (Na2CO3).

Влияние щелочности воды на процесс коагуляции
Решение задачи №12: Дозу щелочи будем определять по раннее приведенной формуле:
Дщ = Эщ х ( Дк /ек - Щмин исх ) + 1 , мг/л
Эквивалент щелочи в пересчете на СаО составляет Э СаО = (40+16)/2=28 мг/мг-экв;
е AI2(SO4)3 = 57 мг/мг-экв
Д СаО = 28 х (20/57 - 0,58 ) +1 = 28 х ( 0,35 – 0,58) +1 = 28 х (-0,23) +1 = -6,44 +1 = -5,44 мг/л
Подщелачивание не требуется, поскольку Д СаО меньше нуля.
Рассмотреть параметры процесса коагуляции (Дк ) и качество воды( Щмин),
когда требуется подщелачивание. В этом случае в выше приведенной формуле в круглой скобке должен поменяться знак с - на + или, допустим, выражение в скобке должно быть равно нулю.