TEHNOLOGIA APEI

TEHNOLOGIA APEI

Apa este un element indispensabil vietii si activitatii umane. In acelasi timp, apa constituie si o importanta sursa de energie. In industria chimica apa este utilizata ca:

agent termic, sub forma de apa , respectiv abur tehnologic;

materie prima in procese de hidroliza, hidratare;

material auxiliar, mediu de reactie, apa de spalare etc.

Diferitele domenii de utilizare a apei impun anumite conditii de calitate acesteia. In consecinta s-a dezvoltat o ramura importanta care se ocupa de analiza si tratarea apei brute in scopul inscrierii indicatorilor de calitate ai apei in limitele impuse de domeniul de utilizare.

1. ANALIZA APEI

Apa naturala, in functie de provenienta sa (meteorica, de suprafata sau subterana), contine diferite impuritati dizolvate, de natura anorganica si/sau organica, care influenteaza calitatea acesteia. Utilizarea apei atat in scop potabil, cat si industrial, impune determinarea indicatorilor de calitate si corectarea acestora in vederea inscrierii in parametrii impusi de domeniul de utilizare.

Lucrarea de laborator are drept scop determinarea principalilor indicatori de calitate ai apei potabile.

1.1. Aciditatea este conferita de prezenta CO₂ liber, a acizilor minerali, sarurilor acizilor tari cu baze slabe, a acizilor humici si uneori a acidului acetic.

Aciditatea reala se datoreaza prezentei ionilor de hidroniu din apa si se exprima prin pH-ul apei.

Aciditatea totala se determina prin titrare cu o solutie de hidroxid alcalin, de concentratie cunoscuta, in prezenta unui indicator.

Mod de lucru: Se masoara 5 cm³ de apa intr-un vas Erlenmeyer de 25 cm³ si se titreaza cu o solutie 0,01n de NaOH in prezenta a 1-2 picaturi de solutie alcoolica de fenolftaleina pana la aparitia culorii slab roz persistente. Aciditatea totala reprezinta cantitatea de NaOH care neutralizeaza 1000 cm³ de apa si se calculeaza:

cm³ NaOH 0,01n/dm³ (2)

unde: V₀ - volumul solutiei de NaOH 0,01 n folositi la titrare, cm³;

V - volumul de apa luat in lucru, cm^3;

f - factorul solutiei de NaOH 0,01 n

1.2. Alcalinitatea apei este o masura a capacitatii sale de a neutraliza acizii, cu alte cuvinte de a absorbi H fara modificarea semnificativa a pH-ului. In determinarea alcalinitatii apei un rol esential il are sistemul tampon bicarbonat - carbonat. Alcalinitatea se determina prin titrarea a 100 cm³ de apa de analizat cu o solutie de HCl 0,1n in prezenta de fenolftaleina si metiloranj. Prin titrarea in prezenta de fenolftaleina se determina:

P = OH + 1/2 CO₃^2- + 1/3 PO₄³

iar in prezenta de metiloranj are loc neutralizarea totala a alcalinitatii:

M = OH (sau HCO_a^-) + CO₃^2- + 2/3 PO₄³ (4)

Mod de lucru:

Alcalinitatea fata de fenolftaleina. Intr-un vas conic de 200 cm³ se masoara 100 cm³ de apa si se adauga 2-4 picaturi de solutie alcoolica de fenolftaleina. Daca apa ramane incolora, alcalinitatea fata de fenolftaleina este zero, daca se coloreaza in rosu se titreaza cu solutie de HCl 0,1n pana la decolorare. Alcalinitatea fata de fenolftaleina se calculeaza cu relatia:

, cm³ HCl 0,1n/dm³ (5)

unde:V₁-volumul solutiei de HCl 0,1n, utilizat la titrarea in prezenta de fenolftaleina, cm³;

V- volumul de apa luat in lucru, cm³;

f₁ - factorul solutiei de HCl 0,1n.

Alcalinitatea fata de metiloranj. In solutia preparata anterior, decolorata, se adauga 2-4 picaturi de metiloranj. Solutia colorata galben se titreaza in continuare pana la viraj in portocaliu - slab roz. Relatia de calcul pentru alcalinitatea fata de metiloranj este:

, cm³ HCl 0,1n/dm³ (6)

unde: V₂ - volumul de solutie HCl 0,1n utilizat la titrarea in prezenta de metiloranj

Alcalinitatea fata de metiloranj este si o masura a duritatii temporare a apei, conferita de bicarbonatii de calciu si magneziu, care se exprima insa in grade de duritate.

1.3. Duritatea apei este conferita de totalitatea sarurilor de calciu si magneziu solubile in apa. Duritatea se exprima in grade de duritate, 1⁰D = 10 mg CaO/dm³ de apa. Duritatea poate fi exprimata si in mvali CaO/dm³ de apa, 1 mval = 2,8⁰D.

Duritatea conferita de bicarbonatii de Ca si Mg reprezinta duritatea temporara, D_t, si reprezinta alcalinitatea fata de metiloranj. Duritatea conferita de celelalte saruri solubile de Ca si Mg reprezinta duritatea permanenta, D_p, iar suma celor doua formeaza duritatea totala, D_tot.

D_tot = D_t + D_p  (7)

Duritatea temporara se determina prin titrare cu HCl in prezenta de metiloranj, 1cm³ HCl 0,1n corespunde la 2,8 mg CaO. Reactiile care au loc:

(8)

Duritatea temporara exprimata in grade va fi:

; ⁰D (9)

Duritatea totala se poate determina prin mai multe metode, dintre care cea mai des utilizata este cea complexonometrica. Principiul metodei consta in proprietatea ionilor de Ca si Mg de a forma cu complexonul III (sarea disodica a acidului etilendiaminotetraacetic) complecsi stabili, la pH=10.

Mod de lucru: Se introduc intr-un vas conic 100 cm³ apa de analizat, se trateaza cu un exces de HCl 0,1n peste cantitatea necesara neutralizarii alcalinitatii si se fierbe cca 5 min. pentru indepartarea CO₂ liber. Se adauga apoi 2 cm³ solutie NaOH 0,1n si 2 cm³ solutie tampon. Dupa racirea probei la 50⁰C se adauga cateva cristale de indicator Negru Eriocrom T. Solutia colorata in rosu se titreaza cu solutie complexon III, 0,05m, pana la un viraj albastru net (fara irizatii violete). Duritatea totala se determina cu relatia:

D_tot = 2,8 f₃ V₃ ⁰D (10)

unde V₃ - volumul solutiei de complexon III utilizat la titrare;

f₃ - factorul solutiei de complexon III 0,05m.

Duritatea permanenta se determina prin diferenta:

D_p = D_tot - D_t 

si se exprima in grade duritate raportate la 1dm³ de apa.

1.4 Referatul lucrarii va contine determinarile experimentale, care vor fi trecute in tabelul 1.1.

Tabel.1.1.Caracteristicile apei potabile