Лабораторный практикум ВВ Органолептические показатели
учебно-методическое пособие

Запах

Запах и привкус воды объясняются присутствием в ней естественных или искусственных загрязнений. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей, так и содержанием различных химических и органических соединений.

Кроме того, следует отметить, что запах и привкус может появиться в воде на нескольких этапах: из исходной природной воды, в процессе водоподготовки (в том числе в водонагревателе), при транспортировке по трубопроводам. Правильное определение источника запахов и привкусов — залог успешности их устранения.

Величина (интенсивность) запаха определяется по 6-ти бальной шкале. Например, запах тухлых яиц обусловлен наличием в воде сероводорода (Н2S), а также присутствием сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих этот газ, а гнилостный запах обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Химические запахи (например, бензиновый, фенольный) указывают на антропогенный характер загрязнений.

Опыт 1. Исследование запаха воды.

Материалы и оборудование: колбы с пробкой ёмкостью 200 см3, пробы воды.

Ход работы: в колбу с притертой пробкой емкостью 200 см3 налить исследуемую воду до 2/3 объема и сильно встряхнуть вращательным движением в закрытом состоянии. Затем открыть и сразу же определить обонянием характер и интенсивность запаха. Дать оценку характера и интенсивности запаха по пятибалльной шкале (см. табл. 1).

Таблица 1 – Оценка интенсивности запаха воды

Определить запах воды по характеру (хлорный, землистый, гнилостный, болотный, нефтяной, аптечный, ароматический, неопределенный).

Результаты исследований запаха воды представить в виде таблицы 2

Таблица 2

Опыт 2. Определение вкуса воды.

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение).

Ход работы: полость рта ополаскивается 10 мл исследуемой воды и, не проглатывая ее, определяют вкус(«солоноватый», «горький», «кислый», «сладкий»), привкус может быть «рыбный», «металлический», «неопределенный». Интенсивность привкуса также оценивается в баллах.

Вкус воды обусловлен растворенными в воде природными веществами, каждое из которых придает воде определенный привкус:

• солоноватый — хлоридом натрия;
• горьковатый — сульфатом магния;
• кисловатый — растворенным углекислым газом или растворенными кислотами.

Приятный или неприятный вкус воды обеспечивается как наличием, так и концентрацией находящихся в ней примесей.

Таблица 1 – Оценка интенсивности вкуса воды

Опыт 3. Определение прозрачности воды

Прозрачность воды зависит от количества механических взвешенных нерастворимых в воде частичек (мути), химических соединений (например, гидрата окиси железа) или присутствия микроорганизмов и фитопланктона.

Прозрачность воды определяется обычно по высоте столба воды, через которую можно прочитать текст, напечатанный стандартным шрифтом Снеллена. Высота столба воды, измеряемая в сантиметрах, указывает на степень ее прозрачности.

Ход работы: Исследуемую воду взболтать и налить доверху в специальный градуированный стеклянный цилиндр высотой 30 см с плоским дном и выпускным краном у дна, на который надет резиновый наконечник с зажимом. Под цилиндр на высоте 4 см от его дна поместить шрифт Снеллена и попытаться различить буквы через столб воды в цилиндре. Если вода мутная и шрифт прочесть не удается, то с помощью зажима на резиновом наконечнике цилиндра нужно постепенно сливать воду в чашку Петри до тех пор, пока буквы шрифта станут различимыми. Отметить высоту столба воды в цилиндре, при которой возможно чтение шрифта Снеллена. Питьевая вода должна иметь прозрачность не ниже 30 см. При прозрачности 20-30 см высоты водного столба вода признается слабо мутной, 10-20 см – мутной, менее 10 см – очень мутной.

Опыт 4. Исследование цветности воды

Цветность воды зависит от присутствия растворенных в воде химических веществ, имеющих цвет, либо от наличия в воде микроорганизмов. В соответствии с гигиеническими требованиями питьевая вода не должна иметь цветность и содержать различимых невооруженным глазом водных организмов и поверхностную пленку.

Определение цветности можно проводить с помощью фотоколориметра, но наиболее простым способом является визуальная оценка с помощью шкалы цветности, при этом цветность воды измеряется в условных градусах цветности.

Шкала цветности представляет набор цилиндров объемом 100 мл, заполненных эталонным раствором окрашивающего вещества различного разведения. В качестве эталонных растворов используют хромово-кобальтовый раствор. Исходный хромово-кобальтовый эталонный раствор (0,0875 г двухромовокислого калия K2Cr2O7 и 2 г сернокислого кобальта CoSO4 на 1 л дистиллированной воды с добавлением 1 мл химически чистой серной кислоты H2SO4 удельного веса 1,84) имеет максимальную цветность - 500° цветности.

Материалы и оборудование: бесцветные цилиндры емкостью 200 см3диаметром 30 мм, цилиндры емкостью 10 см3, плотные фильтры, градуированная пипетка, мерный стакан, концентрированная серная кислота, основной раствор No 1, вспомогательный раствор No 2 или компоненты для их приготовления (бихромат калия K2Cr2O7и сульфат кобальта CoSO4∙7H2O), дистиллированная вода, пробы воды.

Ход работы:

Для качественной оценки цветности воды отфильтровать через бумажный фильтр не менее 40 –50 см3исследуемой воды. Профильтрованную воду налить в бесцветный цилиндр и сравнить с таким же объемом дистиллированной воды в другом таком же цилиндре. Анализ выполняется на фоне белого листа бумаги при дневном освещении. Воду рассматривают сверху и сбоку и указывают наблюдаемый цвет (бесцветная, светло-желтая, бурая и т.д.).

Количественно цветность воды определяется по хромато-кобальтовой шкале. Шкала цветности готовится путем смешения раствора No1 (основной) и No2 (вспомогательный). Для приготовления раствора No1 необходимо в небольшом объеме дистиллированной воды растворить в отдельной посуде 0,0875 г бихромата калия (K2Cr2O7) и 2,0 г сульфата кобальта (CoSO4∙7H2O). Растворы солей смешать, прибавить 1 см3 концентрированной серной кислоты и довести дистиллированной водой до 1 дм3. Раствор No2 содержит 1 см3 концентрированной серной кислоты в 1 дм3 дистиллированной воды (раствор серной кислоты). Шкала цветности готовится в пяти цилиндрах по 50 см3 путем смешения растворов No1 и No2 в соотношении согласно таблице.

Для определения цветности в пробирку (цилиндр) No6, однотипную с теми, в которых приготовлена шкала, налить 50 см3 исследуемой воды. Сравнить окраску воды с окраской растворов в пяти цилиндрах на белом фоне, отыскивая место в шкале, тождественное или максимально приближенное по окраске. Цветность выражают в градусах цветности. Результаты исследований цветности воды представить в виде таблицы.

Таблица   Результаты исследования цветности воды

Гигиеническое заключение о качестве исследуемой пробы воды делается на основании сравнения с гигиеническим нормативом: цветность питьевой воды допускается не более 20°(35)° при централизованном водоснабжении, 30° – при нецентрализованном водоснабжении.

https://studopedia.ru/7_35214_shkala-dlya-opredeleniya-tsvetnosti-vodi.html

https://narfu.ru/isia/kkmise/about/public/%D0%98%D0%A1%D0%A1%D0%9B%D0%95%D0%94%D0%9E%D0%92%D0%90%D0%9D%D0%98%D0%95%20%D0%A4%D0%98%D0%97%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%98%D0%A5%20%D0%9F%D0%9E%D0%9A%D0%90%D0%97%D0%90%D0%A2%D0%95%D0%9B%D0%95%D0%99%20%D0%9A%D0%90%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%A2%D0%92%D0%90%20%D0%92%D0%9E%D0%94%D0%AB.pdf

https://water-filter-spb.ru/vse-o-vode/normy-kachestva-vody/osnovnye-pokazateli-pitevoj-vody/

http://khimie.ru/prakticheskaya-himiya/metodyi-opredeleniya-kachestva-vodyi

http://docs.cntd.ru/document/gost-31868-2012

Определение общей жесткости воды

Жесткость воды зависит от содержания солей кальция и магния (так называемых солей жесткости), главным образом в виде двууглекислых, сернокислых, хлористых, азотисто- и азотнокислых соединений. Различают три вида жесткости: общую, постоянную и устранимую. Общая жесткость воды определяется суммарным содержанием катионов кальция Ca2+ и магния Mg2+ не зависимо от анионов. Карбонатная или устранимая жесткость обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, превращающихся при кипячении в нерастворимые соединения (монокарбонаты), которые выпадают в осадок. Постоянная (некарбонатная) жесткость определяется присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния.

Жесткая вода обладает рядом негативных потребительских качеств. Так, овощи и мясо плохо развариваются в жесткой воде, при этом усвояемость этих продуктов снижается за счет образования нерастворимых соединений солей кальция с белками. Качество и вкусовые свойства чая, заваренного жесткой водой, снижены. Увеличивается расход моющих средств при стирке в жесткой воде. В нагревательных приборах и системах горячего водоснабжения жесткая вода образует нерастворимый осадок, что затрудняет их эксплуатацию и быстро выводит их из строя. У лиц с высокой чувствительностью жесткая вода может вызвать раздражение и болезненную сухость кожи. Возможна роль солей жесткости питьевой воды в образовании мочевых камней.

Общая жесткость воды измеряется в мг-экв/л или градусах (°) жесткости по содержанию окиси кальция СаО (или MgO):

1 мг-экв соответствует 28 мг СаО/л (20,6 мг MgO/л);

1° жесткости соответствует 10 мг СаО/л;

отсюда: 1 мг-экв/л = 2,8° (1° » 0,357 мг-экв/л);

Гигиенический норматив общей жесткости воды составляет 7 мг-экв/л = 19,5° жесткости. Вода считается мягкой при жесткости до 3,5 мг-экв/л (10°), средней жесткости – от 3,5 до 7 мг-экв/л (10°- 20°) и жесткой – свыше 7 мг-экв/л (более 20°).

Общая жесткость воды определяется комплексонометрическим (трилонометрическим) методом. Комплексонометрический способ позволяет по цвету воды после добавления эрихрома черного качественно обнаружить наличие ионов кальция и магния или их отсутствие. При наличии ионов кальция и магния в воде в присутствии эрихрома черного вода приобретает красный цвет, а при их отсутствия - синий с зеленоватым оттенком. В случае повышенной жесткости воды при окрашивании воды в красный цвет проводится количественное определение общей жесткости воды Определение основано на способности трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты) связывать ионы Са и Мg в прочные комплексы. Измерение количества трилона Б, пошедшего на связывание ионов кальция и магния в прочный комплекс, что проводит к изменению цвета воды с красного на синий с зеленоватым оттенком используется для расчета жесткости анализируемой воды.

Для определения общей жесткости в коническую колбу емкостью 250-300 мл налить 100 мл анализируемой воды, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и 6 капель индикаторного раствора эрихром черного, смесь хорошо перемешать легкими круговыми движениями, после чего титровать 0,1 н. раствором трилона Б, интенсивно перемешивая до изменения окраски воды в голубовато-зеленую. Каждый миллиметр 0,1 н. раствора трилона Б соответствует 0,1 мг-экв. жесткости.

Жесткость анализируемой воды (Н) вычисляется по формуле:

Н = а . К . N . 1000 / V, мг-экв/л,

где а – количество 0,1 н. раствора трилона Б, пошедшее на титрование, мл;

К - коэффициент поправки 0,1 н. раствора трилона Б;

1000 - коэффициент для пересчета на 1 л воды;

N - титр трилона Б, равный 0,9806;

V - объем пробы воды, мл.

Пример. Для титрования 100 мл воды потребовалось 2,4 мл 0,1 н. раствора трилона Б, коэффициент поправки трилона Б равен 0, 9806, тогда жесткость воды будет равна

Н = 2,4. .0,9806 .0,1 .10 = 2,152 мг-экв / л, или 6,2°.

Определение временной жесткости

Титрование – один из методов определения концентрации, основанный на измерении объемов растворов, вступающих в реакцию веществ.

В основе определения временной жесткости воды лежит способ титрования воды соляной кислотой в присутствии индикатора метилоранжа. Это возможно, так как вода, содержащая растворимые гидрокарбонаты кальция и магния - Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2, имеет щелочную среду (рН>7). Метилоранж в ней окрашен в желтый цвет. В кислой среде (при рН < 7) он изменяет свой цвет на красный, а в точке перехода от щелочной среды к кислой имеет оранжевый цвет. При титровании такой воды раствором HCl протекает реакция нейтрализации:

OH– + Н+ = Н2О

Выполнение опыта

С помощью мензурки отмерьте 100см3 воды и перенесите ее в коническую колбу, в которой в дальнейшем будете проводить титрование. Далее, в воду добавьте 2-3 капли индикатора – метилоранжа (обратите внимание на окраску раствора).

В бюретку налейте раствор HCl с эквивалентной концентрацией 0,1 ммоль-экв/дм3 и установите уровень кислоты на нулевом делении. После этого приступайте к титрованию.

Титрование проводите следующим образом: в колбу с водой осторожно, по каплям, приливайте раствор HCl при постоянном перемешивании. Наблюдайте за изменением окраски раствора от желтой до оранжево-розовой. При достижении заданной окраски раствора титрование прекратите и определите, какой объем раствора HCl был израсходован на титрование воды.

Аналогично проведите титрование еще в двух параллелях (каждый раз колбу после титрования тщательно ополаскивайте дистиллированной водой). Следует отметить, что при титровании эксперимент можно считать успешным, если расхождение в параллелях не превышает 0,05 см3 .

Запись результатов опыта

Экспериментальные данные представьте в виде таблицы

Рассчитайте временную жесткость воды, используя соотношение: