Все документы, представленные в каталоге, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 343 «Качество воды» (ГУП «Центр исследования и контроля воды», ФГУП «ВСЕГИНГЕО», ФГУП «ВНИИстандарт», ООО «Протектор»)

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 декабря 2005 г. № 317-ст

3 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов ИСО:

ИСО 6059-1984 «Качество воды. Определение суммарного содержания кальция и магния. Титриметрический метод с применением ЭДТА» (ISO 6059-1984 « Water quality - Determination of the sum of calcium and magnesium - EDTA titrimetric method » (раздел 4 настоящего стандарта);

ИСО 7980-1986 «Качество воды. Определение кальция и магния. Атомно-абсорбционный спектрометрический метод» (ISO 7980-1986 « Water quality - Determination of calcium and magnesium - Atomic absorption spectrometric method ») (пункт 5.1 настоящего стандарта);

ИСО 11885-1996 «Качество воды. Определение 33 элементов методом атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой» (ISO 11885-1996 « Water quality - Determination of 33 elements by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy ») (пункт 5.2 настоящего стандарта)

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет

Введение

Жесткость воды является одним из основных показателей, характеризующим применение воды в различных отраслях.

Жесткостью воды называется совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней щелочноземельных элементов, преимущественно ионов кальция и магния.

В зависимости от рН и щелочности воды жесткость выше 10°Ж может вызывать образование шлаков в распределительной системе водоснабжения и накипи при нагревании. Вода жесткостью менее 5°Ж может оказывать коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Жесткость воды может влиять и на применяемость для потребления человеком с точки зрения ее вкусовых свойств.

При комплексонометрическом (титриметрическом) определении жесткости ионы алюминия, кадмия, свинца, железа, кобальта, меди, марганца, олова и цинка влияют на установление эквивалентной точки и мешают определению. Ионы ортофосфата и карбоната могут осаждать кальций в условиях титрования. Определению могут также мешать некоторые органические вещества. Если мешающее влияние невозможно устранить, определение жесткости рекомендуется проводить методами атомной спектрометрии.

Настоящий стандарт предусматривает использование различных методов определения жесткости воды с учетом приведения количественной характеристики жесткости воды (единицы жесткости) в соответствие с ГОСТ Р 52029 .

Дата введения - 2007-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на питьевые и природные воды, в том числе воды источников питьевого водоснабжения, и устанавливает следующие методы определения жесткости воды:

Комплексонометрический метод (метод А);

Методы атомной спектрометрии (методы Б и В).

Метод Б по 5.1 применяют для определения массовой концентрации ионов кальция и магния.

Метод В по 5.2 является арбитражным по отношению к другим методам определения жесткости.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

В коническую колбу вместимостью 250 см 3 вносят 10,0 см 3 раствора ионов магния (см. ), добавляют 90 см 3 бидистиллированной воды, 5 см 3 буферного раствора (см. ), от 5 до 7 капель раствора индикатора (см. ) или от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора (см. ) и сразу титруют раствором трилона Б (см. ) до изменения окраски в эквивалентной точке от винно-красной (красно-фиолетовой) до синей (с зеленоватым оттенком) при использовании индикатора эриохром черный Т, а при использовании индикатора хромовый темно-синий кислотный до синей (сине-фиолетовой).

Раствор трилона Б в начале титрования добавляют довольно быстро при постоянном перемешивании. Затем, когда цвет раствора начинает меняться, раствор трилона Б добавляют медленно. Эквивалентной точки достигают при изменении окрашивания, когда цвет раствора перестает меняться при добавлении капель раствора трилона Б.

Титрование проводят на фоне титрованной контрольной пробы. В качестве контрольной пробы можно использовать немного перетитрованную анализируемую пробу. За результат принимают среднеарифметическое значение результатов не менее двух определений.

Коэффициент поправки К к концентрации раствора трилона Б вычисляют по формуле

,(1)

где V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см 3 ;

10 - объем раствора ионов магния (см. ), см 3 .

Примечание - При приготовлении растворов по 4.3, 4.4 допускается вместо бидистиллированной воды использовать дистиллированную воду, если определяемое значение жесткости более 1°Ж.

Если действительное (опорное) значение жесткости в образце сравнения известно, то результаты считают согласующимися при условии

|Ж L 1 - Ж L 2 | ≤ R µ (5)

где Ж L 1 , Ж L 2 - результаты измерений, полученные в двух лабораториях, °Ж;

R µ - предел воспроизводимости для значения жесткости µ ();

µ - действительное (опорное) значение жесткости в образце сравнения, °Ж.

Примечание - Если в используемых ГСО жесткость выражена в ммоль/дм 3 (моль/м 3), то необходимо провести пересчет в градусы жесткости по ГОСТ Р 52029 1)

1) Значение жесткости воды, выраженное в ммоль/дм 3 , численно равно значению, выраженному в °Ж.

В соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации спектрометра градуировочные растворы распыляют в пламени горелки и регистрируют поглощение каждого элемента на аналитической длине волны. В промежутках между градуировочными растворами рекомендуется вводить раствор соляной кислоты. Градуировочные зависимости абсорбции кальция и магния от их содержания в градуировочных растворах устанавливают по среднеарифметическим значениям результатов трех измерений для каждого градуировочного раствора за вычетом среднеарифметического значения результата трех измерений холостого раствора.

5.1.4.3 Контроль стабильности градуировочных зависимостей проводят через каждые десять проб, повторяя измерение одного из градуировочных растворов. Если измеренная концентрация этого градуировочного раствора отличается от действительной более чем на 7 %, то градуировку повторяют.

5.1.5 Подготовка проб для анализа

В мерные колбы вместимостью 100 см 3 вносят по 10 см 3 раствора хлорида лантана, если используют воздушно-ацетиленовое пламя, или 10 см 3 раствора хлорида цезия, если используют пламя закись азота-ацетилен, затем добавляют аликвоту пробы воды (как правило не более 10 см 3) и доводят до метки раствором соляной кислоты (см. ).

Если измеренное содержание кальция или магния в исследуемой пробе выше максимальных значений, установленных при градуировке спектрометра, то для определений используют уменьшенный объем анализируемой пробы.

Примечание - При приготовлении растворов по - 5.1.5 допускается использовать мерные колбы меньшей вместительности, пропорционально уменьшая объемы применяемых растворов и аликвот.

5.1.6 Порядок проведения определения

5.1.6.1 В соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации спектрометра в него вводят анализируемые растворы, подготовленные по , а в промежутках между ними - раствор соляной кислоты (см. ). Определяют поглощение каждого элемента при аналитической длине волны.

5.1.6.2 Одновременно проводят холостой опыт, используя те же реактивы и в тех же количествах, что и при подготовке проб по 5.1.5, заменив исследуемый объем анализируемой пробы бидистиллированной водой.

Примечание - При приготовлении растворов по - 5.1.6 вместо раствора соляной кислоты допускается использовать раствор азотной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм 3 .

5.1.7 Обработка результатов определения

По градуировочной зависимости (см. ), в том числе с использованием программного обеспечения спектрометра, определяют массовые концентрации кальция и магния в исследуемых растворах и в холостом растворе и вычисляют содержание кальция и магния в пробе, учитывая разбавление пробы и значение, полученное в опыте с холостым раствором.

Жесткость воды Ж , °Ж, вычисляют по формуле

Ж = ∑(С i /С i э )· F · V к / V п ,(7)

где С i , - массовая концентрация элемента в пробе воды, определенная по градуировочной зависимости, за вычетом результата анализа холостого раствора, мг/дм 3 ;

С i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная его 1/2 моля;

F - множитель разбавления исходной пробы воды при консервировании (как правило F = 1);

V к - вместимость колбы, в которой проводили подготовку пробы, по , см 3 ;

V п - объем пробы воды, взятой для анализа, см 3 .

5.1.8 Метрологические характеристики

Метод обеспечивает получение результатов измерений элементов (кальция и магния) с метрологическими характеристиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 3, при доверительной вероятности Р = 0,95.

Таблица 3

5.1.9 Контроль качества результатов определений - по . Вместо ГСО состава жесткости воды можно использовать ГСО состава водных растворов ионов магния и кальция. Значения пределов повторяемости и воспроизводимости - в соответствии с таблицей 3.

5.1.10 Оформление результатов - по . Значение Δ вычисляют по формуле

,(8)

где Δ э - границы интервала, в котором погрешность измерения элемента в пробе воды находится с доверительной вероятностью Р = 0,95, мг/дм 3 (см. таблицу 3);

С i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная его 1/2 моля.

Примечание - В случае необходимости расчета жесткости воды с учетом содержания и других щелочноземельных элементов определение ионов стронция проводят по ГОСТ 23950 , бария - по ГОСТ Р 51309 , вычисление и оформление результатов - по 5.2.

5.2 Определение жесткости воды методом измерения концентраций ионов щелочноземельных элементов атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (метод В)

5.2.1 Определение содержания в пробе воды ионов щелочноземельных элементов (магния, кальция, стронция, бария) проводят по ГОСТ Р 51309.

Жесткость воды Ж , °Ж, вычисляют по формуле

Ж = ∑(С i /С i э ),(9)

где С i

С i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная 1/2 его моля.

5.2.2 Контроль качества результатов измерений - по . При этом вместо ГСО состава жесткости воды можно использовать ГСО состава водных растворов ионов магния, кальция, бария, стронция; значения пределов повторяемости (сходимости) и воспроизводимости - по ГОСТ Р 51309 (таблица 4).

5.2.3 Оформление результатов - по . Значение Δ вычисляют по формуле

,(10)

где δ - границы интервала, в котором относительная погрешность определения элемента находится с доверительной вероятностью Р = 0,95 по ГОСТ Р 51309 (таблица 3), %;

С i - массовая концентрация элемента в пробе воды, определенная по ГОСТ Р 51309, мг/дм 3 ;

С i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная его 1/2 моля.

5.2.4 При концентрации в пробе воды ионов стронция и бария менее 10 % (суммарно) общего содержания щелочноземельных элементов допускается не учитывать содержание стронция и бария при расчете жесткости воды.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и химия»

комплексометрическим способом

по дисциплинам «Экология»,

«Промышленная экология»

для студентов всех курсов,

Ростов-на-Дону

Составители:

кандидат технических наук, доцент Л.М. Распопова

кандидат химических наук, доцент Р.П. Бойко

доцент П.В. Туник

УДК 504.006.331.45

Определение жесткости питьевой воды комплексометрическим методом: Метод. указания к лабораторной работе по дисциплинам «Экология», «Биология с основами экологии», «Промышленная экология» / РГАСХМ; Под ред. проф. В.Л. Гапонова; Ростов н/Д., 2008. – 5 с.

В методических указаниях излагаются гигиенический и технико-технологический аспекты жесткости питьевой воды, методика ее определения и санитарно-гигиенической оценки.

Предназначены для студентов всех курсов, специальностей и форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Ростовской-на-Дону государственной академии

сельскохозяйственного машиностроения

Рецензент кандидат технических наук, доцент

В.И. Гаршин

Научный редактор кандидат технических наук, доцент

Л.Х. Бадалян

 Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская-на-Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения, 2008

Инструкция по технике безопасности

При выполнении лабораторной работы “Определение жесткости питьевой воды комплексометрическим методом” студенты должны соблюдать следующие правила:

1. Аккуратно обращаться со стеклянной или фарфоровой посудой и оборудованием.

2. Осторожно обращаться с растворами кислот! Не допускать попадание кислот на одежду, кожу, в глаза и на окружающие предметы.

3.Работу проводить аккуратно и точно в соответствии с инструкцией.

4. После окончания работы вымыть всю посуду, убрать оборудование и рабочее место.

5. Со всеми неясными вопросами обращаться к преподавателю.

1. Цель работы

1.1. Закрепить теоретические знания о гигиеническом и техноко-технологическом значении жесткости воды.

1.2. Овладеть навыками определения санитарно-гигиенической экспертизы качества воды по жесткости.

2. Общие положения

Жесткость воды - это свойство воды, обусловленное присутствием в ней ионов Ca 2+ и Mg 2+ . Использование жесткой воды приводит к осаждению твердого осадка (накипи) на стенках паровых котлов, теплообменников, затрудняет варку пищевых продуктов, стирку. В результате экспериментальных и клинико-медицинских исследований установлено неблагоприятное влияние на организм жесткости воды, вызванное суммарным содержанием в ней солей кальция и магния. Высокая жесткость может играть этиологическую (причинную) роль в развитии мочекаменной болезни человека. Урологами выделяются даже так называемые “каменные” зоны - территории, на которых уролитиаз можно считать эндемическим заболеванием (эндемия - постоянное существование на какой-либо территории определенного заболевания).

Различают карбонатную жесткость , связанную с присутствием в воде гидрокарбонат иона HCO 3  , и некарбонатную жесткость , обусловленную присутствием в воде хлоридов и сульфатов.

Карбонатная жесткость может быть временной и постоянной. Временная жесткость воды устраняется после кипячения (не менее 10 мин) в результате разложения гидрокарбонатов и образования нерастворимых карбонатов:

Ca(HCO 3 ) 2 =CaCO 3 + H 2 O + CO 2

Mg(HCO 3 ) 2 =MgCO 3 + H 2 O + CO 2

Постоянная жесткость, остающаяся в воде после 10-минутного кипячения, слагается из некарбонатной и частично карбонатной жесткости. Постоянная жесткость может быть устранена умягчением воды добавлением гашеной извести, соды, применения катионов и др.

Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости составляет общую жесткость .

Жесткость воды оценивают в миллимолях на 1 л (ммоль/л) (1 ммоль/л жесткости соответствует 56 мг окиси кальция или эквивалентного количества окиси магния). Вода, имеющая до 1,75 ммоль/л жесткости считается мягкой; от 1,75 до 3,5 ммоль/л - средней жесткости; от 3,5 до 17 ммоль/л - жесткой и свыше 17 ммоль/л - очень жесткой.

Определение общей жесткости воды производится по ГОСТ 4151-72 с помощью комплексометрического метода.

3. Материальное обеспечение

0,1 н. раствор соляной кислоты (н. - нормальность раствора).

2. Метилоранж (индикатор).

Аммиачно-буферный раствор.

Эрихром черный (индикатор).

0,1н. раствор трилона Б (двунатриевая соль этилендиаминтетра-уксусной кислоты).

Колба емкостью 100 мл.

Колба коническая емкостью 250 мл.

Пипетки на (100 мл, 5 мл).

4. Порядок выполнения работы

4.1 Определить временную жесткость воды.

Для этого в колбу налить 100 мл исследуемой воды, прибавить 2 капли метилоранжа и титровать 0,1 н. раствором соляной кислоты, интенсивно перемешивая до перехода желтой окраски в слабо-розовую. Каждый миллилитр 0,1 н. раствора соляной кислоты соответствует 1 ммолю жесткости. Вычислить временную жесткость исследуемой воды (H в) по формуле:

Н в =а  Т  1000/ V ,

где V - объем пробы воды, мл;

а - расход на титрование 0,1 н. раствора НСl, мл;

Т - титр азотной кислоты, ммоль/мл;

Сделать оценку степени временной жесткости воды.

4.2 Определить общую жесткость воды комплексометрическим методом. Метод основан на способности трилона Б связывать ионы Ca 2+ и Mg 2+ в прочные комплексы. В тот момент, когда ионы Ca 2+ и Mg 2+ , находящиеся в воде, связаны в комплекс, добавленный заранее индикатор эрихром черный изменит свою первоначальную окраску с красной на синюю с зеленоватым оттенком.

В коническую колбу налить 100 мл анализируемой воды, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и 6 капель индикатора (эрихрома черного), после чего титровать 0,1 н. раствором трилона Б, интенсивно перемешивая до изменения окраски воды в голубовато-зеленую. Каждый миллилитр 0,1 н. раствора трилона Б соответствует 0,1 ммоль жесткости.

Общую жесткость анализируемой воды (Н) вычислить по формуле:

Н в =а  Т  1000/ V ,

где а - расход на титрование 0,1 н. раствора трилона Б, мл;

Т - титр трилона Б, ммоль/мл;

1000 - коэффициент для пересчета на 1 л воды.

Сделать гигиеническую оценку общей жесткости воды с учетом санитарного норматива - не более 7 ммоль/мл.

Наименование работы, ее цель.

Формулировка жесткости воды.

Гигиеническое значение жесткости воды.

Виды жесткости воды и методы ее устранения.

Вычисления временной и общей жесткости.

Таблица с результатами исследований.

Заключение о гигиеническом соответствии питьевой воды нормативам по общей жесткости.

Протокол исследования

6. Контрольные вопросы

6.1 Что такое жесткость воды и от чего она зависит?

6.2 Какая вода называется мягкой, средней жесткости и жесткой?

6.3 Каково влияние жесткости воды на здоровье человека?

6.4 Каков технико-технологический аспект жесткости воды?

6.5 Каковы виды жесткости?

6.6 Каковы методы устранения жесткости?

6.7 Какова санитарно-гигиеническая норма общей жесткости в питьевой воде в соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96?

ЛИТЕРАТУРА

1. Экология и природопользование / Под ред. Э.А. Аристумова. – М.: Изд. Дом «Дашков и К», 1999.

2.Гурова А.И., Горлова О.Е. Практикум по общей гигиене. – М.: Ун-т дружбы народов, 1991.

3. Рабинович Р.Д. Гигиена. – М.: Медицина, 1982.

4. СанПин 2.1.4.559–96. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды. – М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

Учебно-методическое издание

Составители:

распопова Людмила Максимовна

Бойко Раиса Петровна

туник Петр Владимирович

определение жесткости питьевой воды

комплексометрическим способом

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплинам «Экология»,

«Биология с основами экологии»,

«Промышленная экология»

для студентов всех курсов,

специальностей и форм обучения

Редактор Т. Ю. Карасевич

Лиц. ЛР № 020824 от 20.10.98 г.

Подписано к печати _________ Формат бумаги 60х84/16

Бумага офсетная Объем 0,5 усл. п.л., 0,6 уч.-изд. л.

Заказ № ____ Тираж 50 экз.

____________________________________________________

Редакционно-издательский отдел РГАСХМ ГОУ

Ростов-на-Дону, ул. Страны Советов, 1

Отпечатано в копировально-множительном бюро РГАСХМ ГОУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.74

Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает комплексонометрический метод определения общей жесткости.

Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния.

Определение проводят титрованием пробы трилоном Б при рН 10 в присутствии индикатора.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Цинк металлический гранулированный.

Магний сернокислый - фиксанал.

Хромоген черный специальный ЕТ-00 (индикатор).

Хром темно-синий кислотный (индикатор).

Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.)

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Дистиллированная вода, перегнанная дважды в стеклянном приборе, используется для разбавления проб воды.

3.2. Приготовление 0,05 н. раствора трилона Б

9,31 г трилона Б растворяют в дистиллированной и доводят до 1 дм3. Если раствор мутный, то его фильтруют. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.

3.3. Приготовление буферного раствора

10 г хлористого аммония (NH4Cl) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 см3 25 %-ного раствора аммиака и доводят до 500 см3 дистиллированной водой. Во избежание потери аммиака раствор следует хранить в плотно закрытой склянке.

3.4. Приготовление индикаторов

0,5 г индикатора растворяют в 20 см3 буферного раствора и доводят до 100 см3 этиловым спиртом. Раствор индикатора хрома темно-синего может сохраняться длительное время без изменения. Раствор индикатора хромогена черного устойчив в течение 10 сут. Допускается пользоваться сухим индикатором. Для этого 0,25 г индикатора смешивают с 50 г сухого хлористого натрия, предварительно тщательно растертого в ступке.

3.5. Приготовление раствора сернистого натрия

5 г сернистого натрия Na2S×9H2O или 3,7 г Na2S×5H2O растворяют в 100 см3 дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке с резиновой пробкой.

3.6. Приготовление раствора солянокислого гидроксиламина

1 г солянокислого гидроксиламина NH2OH×HCl растворяют в дистиллированной воде и доводят до 100 см3.

3.7. Приготовление 0,1 н. раствора хлористого цинка

Точную навеску гранулированного цинка 3,269 г растворяют в 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. Затем доводят объем в мерной колбе дистиллированной водой до 1 дм3. Получают точный 0,1 н. раствор. Разведением этого раствора вдвое получают 0,05 н. раствор. Если навеска неточная (больше или меньше чем 3,269), то рассчитывают количество кубических сантиметров исходного раствора цинка для приготовления точного 0,05 н. раствора, который должен содержать 1,6345 г цинка в 1 дм3.

3.8. Приготовление 0,05 н. раствора сернокислого магния

Раствор готовят из фиксанала, прилагаемого к набору реактивов для определения жесткости воды и рассчитанного на приготовление 1 дм3 0,01 н раствора. Для получения 0,05 н. раствора содержимое ампулы растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 200 см3.

3.9. Установка поправочного коэффициента к нормальности раствора трилона Б

В коническую колбу вносят 10 см3 0,05 н. раствора хлористого цинка или 10 см3 0,05 н. раствора сернокислого магния и разбавляют дистиллированной водой до 100 см3. Прибавляют 5 см3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке. Окраска должна быть синей с фиолетовым оттенком при прибавлении индикатора хрома темно-синего и синей с зеленоватым оттенком при прибавлении индикатора хромогена черного.

Титрование следует проводить на фоне контрольной пробы, которой может быть слегка перетитрованная проба.

Поправочный коэффициент (К) к нормальности раствора трилона Б вычисляют по формуле

где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см3.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Погрешность при титровании 100 см3 пробы составляет 0,05 моль/м3.

В коническую колбу вносят 100 см3 отфильтрованной испытуемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 см3 дистиллированной водой. При этом суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния во взятом объеме не должно превышать 0,5 моль. Затем прибавляют 5 см3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромогена черного с сухим натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке (окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком).

Если на титрование было израсходовано больше 10 см3 0,05 н. раствора трилона Б, то это указывает что в отмеренном объеме воды суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния больше 0,5 моль. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 см3 дистиллированной водой.

Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 см3 раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание, как указано выше.

Если после прибавления к отмеренному объему воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в этом случае к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить пять капель 1 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина и далее определить жесткость, как указано выше.

Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой и нечеткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влияние устраняется прибавлением к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов 0,1 н. раствора соляной кислоты в количестве, необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 5 мин. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Общую жесткость воды (Х), моль/м3, вычисляют по формуле

где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см3;

К - поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б;

V - объем воды, взятый для определения, см3.

стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

стр. 17

стр. 18

Предисловие

Сведения о стандарте

3 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов ИСО:

ИСО 6059-1984 «Качество воды. Определение суммарного содержания кальция и магния. Титриметрический метод с применением ЭДТА» (ISO 6059-1984 «Water quality - Determination of the sum of calcium and magnesium - EDTA titrimetric method» (раздел 4 настоящего стандарта);

ИСО 7980-1986 «Качество воды. Определение кальция и магния. Атомно-абсорбционный спектрометрический метод» (ISO 7980-1986 «Water quality - Determination of calcium and magnesium - Atomic absorption spectrometric method») (пункт 5.1 настоящего стандарта);

ИСО 11885-1996 «Качество воды. Определение 33 элементов методом атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой» (ISO 11885-1996 «Water quality - Determination of 33 elements by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy») (пункт 5.2 настоящего стандарта)

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2007 г.

Введение

В зависимости от рН и щелочности воды жесткость выше 10 °Ж может вызывать образование шлаков в распределительной системе водоснабжения и накипи при нагревании. Вода жесткостью менее 5 °Ж может оказывать коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Жесткость воды может влиять и на применяемость для потребления человеком с точки зрения ее вкусовых свойств.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2007-01-01

1 Область применения

Комплексонометрический метод (метод А);

Методы атомной спектрометрии (методы Б и В).

Метод Б по 5.1 применяют для определения массовой концентрации ионов кальция и магния.

Метод В по 5.2 является арбитражным по отношению к другим методам определения жесткости.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

Пробу отбирают объемом не менее 400 см 3 для анализа по методу А и не менее 200 см 3 для анализа по методам Б и В в емкость, изготовленную из полимерных материалов или стекла.

Срок хранения пробы воды - не более 24 ч.

Для увеличения срока хранения пробы и для предотвращения осаждения из воды карбонатов кальция (что характерно для подземных или бутилированных вод) пробу подкисляют кислотой до рН < 2. При определении жесткости по методу А подкисление проводят соляной кислотой, по методу Б - соляной или азотной кислотой, при использовании метода В - азотной кислотой. Контроль рН проводят по универсальной индикаторной бумаге или с использованием рН-метра. Срок хранения подкисленной пробы воды - не более одного месяца.

4 Комплексонометрический метод (метод А)

4.1 Метод основан на образовании комплексных соединений трилона Б с ионами щелочноземельных элементов. Определение проводят титрованием пробы раствором трилона Б при рН = 10 в присутствии индикатора. Наименьшая определяемая жесткость воды - 0,1 °Ж.

Если исследуемая проба была подкислена для консервации или проба имеет кислую среду, то в аликвоту пробы добавляют раствор гидроксида натрия (см. 4.3.8) до рН = 6 - 7. Если проба воды имеет сильнощелочную среду, то в аликвоту пробы добавляют раствор соляной кислоты (см. 4.3.7) до рН = 6 - 7. Контроль рН проводят по универсальной индикаторной бумаге или с использованием рН-метра. Для удаления из воды карбонат и бикарбонат ионов (что характерно для подземных или бутилированных вод) после добавления к аликвоте пробы раствора соляной кислоты до рН = 6 - 7 проводят ее кипячение или продувание воздухом или любым инертным газом в течение не менее пяти минут для удаления углекислого газа. Критерием наличия в воде значительного количества карбонатов может служить щелочная реакция воды.

Присутствие в воде более 10 мг/дм 3 ионов железа, более 0,05 мг/дм 3 каждого из ионов меди, кадмия, кобальта, свинца, более 0,1 мг/дм 3 каждого из ионов марганца (II), алюминия, цинка, кобальта, никеля, олова, а также цветность более 200° и повышенная мутность вызывают при титровании нечеткое изменение окраски в точке эквивалентности и приводят к завышению результатов определения жесткости. Ортофосфат- и карбонат-ионы могут осаждать кальций в условиях титрования при рН = 10.

Для уменьшения влияния содержащихся в воде цинка до 200 мг/дм 3 , алюминия, кадмия, свинца до 20 мг/дм 3 , железа до 5 мг/дм 3 , марганца, кобальта, меди, никеля до 1 мг/дм 3 к аликвоте пробы до введения индикатора добавляют 2 см 3 раствора сульфида натрия (см. 4.3.6); для уменьшения влияния марганца до 1 мг/дм 3 , железа, алюминия до 20 мг/дм 3 , меди до 0,3 мг/дм 3 добавляют от 5 до 10 капель раствора гидроксиламина гидрохлорида (см. 4.3.5). Мутность (взвешенные вещества) пробы устраняют фильтрованием через мембранные фильтры с порами диаметром 0,45 мкм или бумажные обеззоленные фильтры «синяя лента». Влияние цветности и других факторов устраняют разбавлением пробы в ходе анализа по 4.5, если это позволяет определяемое значение жесткости воды.

Примечание - Фильтрование пробы может привести к занижению результатов определения жесткости воды, особенно воды с щелочной реакцией.

Если мешающие влияния устранить невозможно, то определение жесткости проводят методами атомной спектрометрии.

4.2 Средства измерения, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы

Государственный стандартный образец (далее - ГСО) по ГОСТ 8.315 состава жесткости (общей жесткости) воды с относительной погрешностью аттестованного значения при доверительной вероятности Р = 0,95 не более 1,5 %.

Весы лабораторные с ценой деления не более 0,01 г и наибольшим пределом взвешивания 210 г по ГОСТ 24104 .

рН-метр любого типа.

Колбы мерные 2-го класса точности по ГОСТ 1770 .

Пипетки градуированные 2-го класса точности по ГОСТ 29227 или пипетки с одной отметкой 2-го класса точности по ГОСТ 29169 .

Бюретки 2-го класса точности вместимостью 25 см 3 и (или) 10 см 3 по ГОСТ 29251 .

Мерные цилиндры (мензурки) по ГОСТ 1770 .

Колбы плоскодонные или конические по ГОСТ 25336 .

Стаканы химические термостойкие по ГОСТ 25336 .

Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных фильтров.

Фильтры мембранные с порами диаметром 0,45 мкм или бумажные обеззоленные фильтры «синяя лента».

Шкаф сушильный лабораторный, поддерживающий температуру (80 ± 5) °С.

Бумага универсальная индикаторная для контроля рН.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456 , ч.д.а. или х.ч.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ Р 51652 .

Примечание - Допускается применение других реактивов с техническими и метрологическими характеристиками не хуже указанных.

4.3 Приготовление растворов и индикаторов

4.3.1 Раствор трилона Б молярной концентрации 25 ммоль/дм 3

Трилон Б высушивают при 80 °С в течение двух часов, отвешивают 9,31 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 , растворяют в теплой от 40 °С до 60 °С бидистиллированной воде и после охлаждения раствора до комнатной температуры доводят до метки бидистиллированной водой. Установку поправочного коэффициента к концентрации раствора трилона Б (см. 4.4), приготовленного из навески, проводят по раствору сульфата магния (см. 4.3.2). Раствор из ГСО состава трилона Б или стандарт-титра (фиксанала) трилона Б готовят в соответствии с инструкцией по применению, разбавляя его до требуемой концентрации. Раствор трилона Б пригоден для использования в течение шести месяцев. Рекомендуется не реже одного раза в месяц проверять значение поправочного коэффициента.

4.3.2 Раствор ионов магния молярной концентрации 25 ммоль/дм 3

Раствор готовят из ГСО состава водного раствора ионов магния или стандарт-титра (фиксанала) сульфата (сернокислого) магния в соответствии с инструкцией по его применению, при необходимости разбавляя до требуемой концентрации.

Примечание - Если в используемых стандарт-титрах (фиксаналах) или ГСО состава водных растворов концентрация вещества выражена в нормальностях (н), мг/дм 3 , г/м 3 и т.п., необходимо провести пересчет концентрации вещества в моль/дм.

4.3.3 Буферный раствор рН = (10 ± 0,1)

Для приготовления 500 см 3 буферного раствора в мерную колбу вместимостью 500 см 3 помещают 10 г хлорида аммония, добавляют 100 см 3 бидистиллированной воды для его растворения и 50 см 3 25 %-ного водного аммиака, тщательно перемешивают и доводят до метки бидистиллированной водой. Буферный раствор пригоден для использования в течение двух месяцев при его хранении в плотно закрытой емкости, изготовленной из полимерного материала. Рекомендуется периодически перед применением буферного раствора проверять его рН с использованием рН-метра. Если значение рН изменилось более чем на 0,2 единицы рН, то готовят новый буферный раствор.

4.3.4 Индикаторы

4.3.4.1 Раствор индикатора

Для приготовления 100 см 3 раствора индикатора в стакан вместимостью не менее 100 см 3 помещают 0,5 г индикатора эриохром черный Т, добавляют 20 см 3 буферного раствора, тщательно перемешивают и добавляют 80 см 3 этилового спирта. Раствор пригоден для использования в течение десяти суток при хранении в темной стеклянной емкости.

Допускается вместо индикатора эриохром черный Т использовать индикатор хромовый темно-синий кислотный, раствор которого готовят аналогичным способом. Срок хранения этого раствора - не более трех месяцев.

4.3.4.2 Сухая смесь индикатора

Сухую смесь индикатора готовят в следующей последовательности: 0,25 г эриохрома черного Т смешивают с 50 г хлорида натрия в фарфоровой ступке и тщательно растирают. Смесь пригодна для использования в течение одного года при хранении в темной стеклянной емкости.

4.3.5 Раствор гидроксиламина гидрохлорида

Для приготовления 100 см 3 раствора 1 г гидроксиламина гидрохлорида (NH 2 OH · HCl) растворяют в 100 см 3 бидистиллированной воды. Раствор пригоден для использования в течение двух месяцев.

4.3.6 Раствор сульфида натрия

Для приготовления 100 см 3 раствора 5 г сульфида натрия Na 2 S · 9Н 2 О или 3,5 г Na 2 S · 5Н 2 О растворяют в 100 см 3 бидистиллированной воды. Раствор готовят в день проведения определений.

4.3.7 Раствор соляной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм 3

В мерную колбу вместимостью 1000 см 3 , наполовину заполненную бидистиллированной водой, наливают 8 см 3 соляной кислоты и доводят до метки бидистиллированной водой. Срок хранения раствора - не более шести месяцев.

Приготовление раствора кислоты из стандарт-титра (фиксанала) проводят в соответствии с инструкцией по его приготовлению.

4.3.8 Раствор гидроксида натрия молярной концентрации 0,2 моль/дм 3

Для приготовления 1000 см 3 раствора в стакан помещают 8 г гидроксида натрия, растворяют в бидистиллированной воде, после остывания раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 и доводят до метки бидистиллированной водой. Срок хранения раствора в емкости, изготовленной из полимерного материала, - не более шести месяцев.

4.4 Установление коэффициента поправки к концентрации раствора трилона Б

В коническую колбу вместимостью 250 см 3 вносят 10,0 см 3 раствора ионов магния (см. 4.3.2), добавляют 90 см 3 бидистиллированной воды, 5 см 3 буферного раствора (см. 4.3.3), от 5 до 7 капель раствора индикатора (см. 4.3.4.1) или от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора (см. 4.3.4.2) и сразу титруют раствором трилона Б (см. 4.3.1) до изменения окраски в эквивалентной точке от винно-красной (красно-фиолетовой) до синей (с зеленоватым оттенком) при использовании индикатора эриохром черный Т, а при использовании индикатора хромовый темно-синий кислотный до синей (сине-фиолетовой).

Коэффициент поправки К к концентрации раствора трилона Б вычисляют по формуле

где V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см 3 ;

10 - объем раствора ионов магния (см. 4.3.2), см 3 .

4.5 Порядок проведения определений

4.5.1 Выполняют два определения, для чего пробу анализируемой воды делят на две части.

4.5.2 В колбу вместимостью 250 см 3 помещают первую часть аликвоты пробы анализируемой воды объемом 100 см 3 , 5 см 3 буферного раствора (см. 4.3.3), от 5 до 7 капель раствора индикатора (см. 4.3.4.1) или от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора (см. 4.3.4.2) и титруют раствором трилона Б (см. 4.3.1), как описано в 4.4.

4.5.3 Вторую часть аликвоты пробы объемом 100 см 3 помещают в колбу вместимостью 250 см 3 , добавляют 5 см 3 буферного раствора, от 5 до 7 капель раствора индикатора или от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора, добавляют раствор трилона Б, которого берут на 0,5 см 3 меньше, чем пошло на первое титрование (см. 4.5.2), быстро и тщательно перемешивают и титруют (дотитровывают), как описано в 4.4.

Примечания

1 Нечеткое изменение окраски индикатора в эквивалентной точке или изменение окраски на серый цвет указывает на присутствие мешающих веществ. Устранение мешающих влияний - по 4.1. Если мешающие влияния устранить невозможно, определение жесткости проводят методами атомной спектрометрии (см. раздел 5).

2 Если расход раствора трилона Б превышает 20 см 3 при использовании бюретки вместимостью 25 см 3 или 9 см 3 , или 10 см 3 , то объем анализируемой пробы уменьшают, добавляя в нее бидистиллированную воду до объема 100 см 3 . Аликвоту пробы уменьшают и для устранения влияния цветности воды.

3 Если расход раствора трилона Б менее 1 см 3 при использовании бюретки вместимостью 25 см 3 или 0,5 см 3 , или 10 см 3 , то рекомендуется использовать раствор трилона Б молярной концентрации 5 ммоль/дм 3 или 2,5 ммоль/дм 3 . Раствор трилона Б по 4.3.1 разбавляют в 5 или 10 раз.

4.6 Обработка результатов определения

4.6.1 Жесткость воды Ж, °Ж, вычисляют по формуле

Ж = М · F · K · V тр /V пр, (2)

где М - коэффициент пересчета, равный 2 С тр, где С тр - концентрация раствора трилона Б, моль/м 3 (ммоль/дм 3), (как правило М = 50);

F F = 1);

К - коэффициент поправки к концентрации раствора трилона Б, вычисленный по формуле (1);

V тр - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см 3 ;

V пр - объем пробы воды, взятой для анализа, см 3 .

4.6.2 За результат измерения принимают среднеарифметическое значение результатов двух определений. Приемлемость результатов определений оценивают исходя из условия

|Ж 1 - Ж 2 | £ r , (3)

где r - предел повторяемости (таблица 1);

Ж 1 и Ж 2 - результаты определений по 4.5.2 и 4.5.3, °Ж.

Если расхождение между двумя результатами превышает установленное значение, то определение жесткости воды повторяют. Проверку приемлемости в этом случае проводят по ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 5).

4.7 Метрологические характеристики

Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими характеристиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 1, при доверительной вероятности Р = 0,95.

Таблица 1

4.8 Контроль качества результатов измерений

4.8.1 Стабильность результатов измерений в лаборатории контролируют по ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 6) с применением ГСО или раствора ГСО состава жесткости воды, в наибольшей степени отражающего значение жесткости анализируемых в лаборатории вод.

4.8.2 Проверку совместимости результатов измерений, полученных в двух лабораториях, проводят по ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 5).

Если действительное значение жесткости в образце сравнения неизвестно, то результаты считают согласующимися при условии

|Ж L 1 - Ж L 2 | £ r , (4)

где Ж L 1 и Ж L 2 - результаты измерений, полученные в двух лабораториях, °Ж;

R - предел воспроизводимости для значения жесткости 0,5 (Ж L 1 + Ж L 2) (таблица 1).

|Ж L 1 - Ж L 2 | <<= r μ , (5)

где Ж L 1 , Ж L 2 - результаты измерений, полученные в двух лабораториях, °Ж;

R μ - предел воспроизводимости для значения жесткости μ (таблица 1);

μ - действительное (опорное) значение жесткости в образце сравнения, °Ж.

Примечание - Если в используемых ГСО жесткость выражена в ммоль/дм 3 (моль/м 3), то необходимо провести пересчет в градусы жесткости по ГОСТ Р 52029 1) .

1) Значение жесткости воды, выраженное в ммоль/дм 3 , численно равно значению, выраженному в °Ж.

4.9 Оформление результатов

Результаты измерений регистрируют в протоколе (отчете) по ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025 . В протоколе указывают применяемый в лаборатории метод по настоящему стандарту. Результат измерений может быть представлен в виде

(Ж ± D) °Ж , (6)

где Ж - значение жесткости воды, °Ж ;

D - границы интервала, в котором погрешность определения жесткости воды находится с доверительной вероятностью Р = 0,95 (таблица 1).

5 Методы атомной спектрометрии

5.1 Определение жесткости воды методом измерения концентраций ионов кальция и магния пламенной атомно-абсорбционной спектрометрией (метод Б)

Метод основан на измерении резонансного поглощения света свободными атомами химических элементов магния и кальция при прохождении света через атомный пар исследуемого образца, образующийся в пламени. Для устранения мешающих влияний в аликвоту пробы добавляют хлорид лантана или хлорид цезия.

5.1.1 Отбор проб - в соответствии с разделом 3.

5.1.2 Средства измерения, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы

Весы, лабораторная и мерная посуда, вспомогательное оборудование, материалы, вода бидистиллированная, соляная или азотная кислоты - по 4.2.

Атомно-абсорбционный спектрометр, настроенный и установленный в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации, оборудованный для использования пламени воздух-ацетилен или закись азота-ацетилен, лампой с полым катодом для определения кальция и магния.

Примечание - Пламя закись азота-ацетилен рекомендуется применять, если состав проб сложный или неизвестный, а также для проб с высоким содержанием фосфатов, сульфатов, ионов алюминия или кремния.

ГСО состава водных растворов иона магния и иона кальция с относительной погрешностью аттестованных значений массовых концентраций не более 1 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

Лантан хлористый семиводный, LaCl 3 · 7Н 2 O или оксид лантана La 2 O 3 , х.ч., если используют воздушно-ацетиленовое пламя, или цезий хлористый CsCl, х.ч., если используют пламя закись азота-ацетилен.

Закись азота.

5.1.3 Приготовление растворов

5.1.3.1 Раствор хлорида лантана, массовой концентрации лантана 20 г/дм 3

Для приготовления 1000 см 3 раствора 24 г оксида лантана медленно и осторожно растворяют в 50 см 3 концентрированной соляной кислоты, взбалтывая до растворения оксида лантана, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 и доводят до метки бидистиллированной водой или 54 г хлорида лантана растворяют в от 500 до 600 мл раствора соляной кислоты (см. 4.3.7), переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 и доводят до метки раствором соляной кислоты. Срок хранения раствора - не более трех месяцев.

5.1.3.2 Раствор хлорида цезия, массовой концентрации цезия 20 г/дм 3

Для приготовления 1000 см 3 раствора в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 помещают 25 г хлорида цезия и доводят до метки раствором соляной кислоты (см. 4.3.7). Срок хранения раствора - не более трех месяцев.

5.1.3.3 Основной раствор кальция-магния

Для приготовления основного раствора кальция-магния массовой концентрации кальция 20 мг/дм 3 и магния 4 мг/дм 3 в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 пипеткой вносят 20,0 см 3 ГСО состава водного раствора кальция массовой концентрации 1 г/дм 3 и 4,0 см 3 ГСО состава водного раствора магния массовой концентрации 1 г/дм 3 и доводят до метки раствором соляной кислоты (см. 4.3.7). Допускается готовить основной раствор кальция-магния с другими значениями концентраций ионов кальция и магния, в наибольшей степени отражающими состав анализируемых вод. Срок хранения раствора - не более двух месяцев.

5.1.3.4 Градуировочные растворы кальция и магния

В семь мерных колб вместимостью 100 см 3 добавляют 10 см 3 раствора хлорида лантана (см. 5.1.3.1), если используют воздушно-ацетиленовое пламя, или 10 см 3 раствора хлорида цезия (см. 5.1.3.2), если используют пламя закись азота-ацетилен; затем в шесть мерных колб добавляют необходимый объем основного раствора кальция-магния (см. таблицу 2), в седьмую колбу его не добавляют (холостой раствор). Доводят содержимое всех семи колб до метки раствором соляной кислоты (см. 4.3.7). Срок хранения раствора - не более одного месяца.

Примеры получаемых концентраций градуировочных растворов кальция и магния приведены в таблице 2.

Таблица 2

5.1.4 Подготовка спектрометра

5.1.4.1 Атомно-абсорбционный спектрометр готовят к работе в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации. Значения аналитических длин волн составляют для кальция 422,7 нм, для магния 285,2 нм.

5.1.4.2 Градуировка спектрометра

5.1.5 Подготовка проб для анализа

Примечание - При приготовлении растворов по 5.1.3 - 5.1.5 допускается использовать мерные колбы меньшей вместительности, пропорционально уменьшая объемы применяемых растворов и аликвот.

5.1.6 Порядок проведения определения

5.1.6.1 В соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации спектрометра в него вводят анализируемые растворы, подготовленные по 5.1.3.4, а в промежутках между ними - раствор соляной кислоты (см. 4.3.7). Определяют поглощение каждого элемента при аналитической длине волны.

Примечание - При приготовлении растворов по 5.1.3 - 5.1.6 вместо раствора соляной кислоты допускается использовать раствор азотной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм 3 .

5.1.7 Обработка результатов определения

По градуировочной зависимости (см. 5.1.4.2), в том числе с использованием программного обеспечения спектрометра, определяют массовые концентрации кальция и магния в исследуемых растворах и в холостом растворе и вычисляют содержание кальция и магния в пробе, учитывая разбавление пробы и значение, полученное в опыте с холостым раствором.

Жесткость воды Ж, °Ж, вычисляют по формуле

Ж = Σ(С i /С i э) · F · V к /V n , (7)

где С j - массовая концентрация элемента в пробе воды, определенная по градуировочной зависимости, за вычетом результата анализа холостого раствора, мг/дм 3 ;

C j э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная его 1/2 моля;

F - множитель разбавления исходной пробы воды при консервировании (как правило F = 1);

V к - вместимость колбы, в которой проводили подготовку пробы, по 5.1.5, см 3 ;

V п - объем пробы воды, взятой для анализа, см 3 .

5.1.8 Метрологические характеристики

Таблица 3

5.1.9 Контроль качества результатов определений - по 4.8. Вместо ГСО состава жесткости воды можно использовать ГСО состава водных растворов ионов магния и кальция. Значения пределов повторяемости и воспроизводимости - в соответствии с таблицей 3.

5.1.10 Оформление результатов - по 4.9. Значение D вычисляют по формуле

где D э - границы интервала, в котором погрешность измерения элемента в пробе воды находится с доверительной вероятностью Р = 0,95, мг/дм 3 (см. таблицу 3);

Жесткость воды Ж, °Ж, вычисляют по формуле

Ж = Σ(C i /C i э), (9)

где C ГОСТ Р 51309 , мг/дм 3 ;

C i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная 1/2 его моля.

5.2.2 Контроль качества результатов измерений - по 4.8. При этом вместо ГСО состава жесткости воды можно использовать ГСО состава водных растворов ионов магния, кальция, бария, стронция; значения пределов повторяемости (сходимости) и воспроизводимости - по ГОСТ Р 51309 (таблица 4).

5.2.3 Оформление результатов - по 4.9. Значение D вычисляют по формуле

С i - массовая концентрация элемента в пробе воды, определенная по ГОСТ Р 51309 , мг/дм 3 ;

С i э - массовая концентрация элемента, мг/дм 3 , численно равная его 1/2 моля.

Ключевые слова: питьевая вода, природная вода, жесткость, методы определения, комплексонометрия, атомная спектрометрия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.74

Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает комплексонометрический метод определения общей жесткости. Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния.Определение проводят титрованием пробы трилоном Б при рН 10 в присутствии индикатора.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

1.1. Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874 и ГОСТ 4979. 1.2. Объем пробы воды для определения общей жесткости должен быть не менее 250 см 3 . 1.3. Если определение жесткости не может быть проведено в день отбора пробы, то отмеренный объем воды, разбавленный дистиллированной водой 1:1, допускается оставлять для определения до следующего дня. Пробы воды, предназначенные для определения общей жесткости, не консервируют.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 вместимостью: пипетки 10, 25, 50 и 100 см 3 без делений; бюретка 25 см 3 . Колбы конические по ГОСТ 25336 вместимостью 250-300 см 3 .Капельница по ГОСТ 25336. Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.Аммиак водный по ГОСТ 3760, 25 %-ный раствор. Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456. Кислота лимонная по ГОСТ 3118.Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053. Натрий хлористый по ГОСТ 4233. Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.Цинк металлический гранулированный. Магний сернокислый - фиксанал. Хромоген черный специальный ЕТ-00 (индикатор). Хром темно-синий кислотный (индикатор). Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.)

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Дистиллированная вода, перегнанная дважды в стеклянном приборе, используется для разбавления проб воды. 3.2. Приготовление 0,05 н. раствора трилона Б 9,31 г трилона Б растворяют в дистиллированной и доводят до 1 дм3. Если раствор мутный, то его фильтруют. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев. 3.3. Приготовление буферного раствора 10 г хлористого аммония (NH 4 Cl) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 см 3 25 %-ного раствора аммиака и доводят до 500 см 3 дистиллированной водой. Во избежание потери аммиака раствор следует хранить в плотно закрытой склянке. 3.4. Приготовление индикаторов 0,5 г индикатора растворяют в 20 см 3 буферного раствора и доводят до 100 см3 этиловым спиртом. Раствор индикатора хрома темно-синего может сохраняться длительное время без изменения. Раствор индикатора хромогена черного устойчив в течение 10 сут. Допускается пользоваться сухим индикатором. Для этого 0,25 г индикатора смешивают с 50 г сухого хлористого натрия, предварительно тщательно растертого в ступке. 3.5. Приготовление раствора сернистого натрия 5 г сернистого натрия Na 2 S × 9H 2 O или 3,7 г Na 2 S × 5H 2 O растворяют в 100 см 3 дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке с резиновой пробкой. 3.6. Приготовление раствора солянокислого гидроксиламина 1 г солянокислого гидроксиламина NH 2 OH × HCl растворяют в дистиллированной воде и доводят до 100 см 3 . 3.7. Приготовление 0,1 н. раствора хлористого цинка Точную навеску гранулированного цинка 3,269 г растворяют в 30 см 3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. Затем доводят объем в мерной колбе дистиллированной водой до 1 дм 3 . Получают точный 0,1 н. раствор. Разведением этого раствора вдвое получают 0,05 н. раствор. Если навеска неточная (больше или меньше чем 3,269), то рассчитывают количество кубических сантиметров исходного раствора цинка для приготовления точного 0,05 н. раствора, который должен содержать 1,6345 г цинка в 1 дм 3 . 3.8. Приготовление 0,05 н. раствора сернокислого магния Раствор готовят из фиксанала, прилагаемого к набору реактивов для определения жесткости воды и рассчитанного на приготовление 1 дм3 0,01 н раствора. Для получения 0,05 н. раствора содержимое ампулы растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 200 см 3 . 3.9. Установка поправочного коэффициента к нормальности раствора трилона Б В коническую колбу вносят 10 см 3 0,05 н. раствора хлористого цинка или 10 см3 0,05 н. раствора сернокислого магния и разбавляют дистиллированной водой до 100 см 3 . Прибавляют 5 см 3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке. Окраска должна быть синей с фиолетовым оттенком при прибавлении индикатора хрома темно-синего и синей с зеленоватым оттенком при прибавлении индикатора хромогена черного. Титрование следует проводить на фоне контрольной пробы, которой может быть слегка перетитрованная проба. Поправочный коэффициент (К) к нормальности раствора трилона Б вычисляют по формуле

Где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см 3 .

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Определению общей жесткости воды мешают: медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние мешающих веществ устраняется в ходе анализа. Погрешность при титровании 100 см 3 пробы составляет 0,05 моль/м 3 . В коническую колбу вносят 100 см 3 отфильтрованной испытуемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 см3 дистиллированной водой. При этом суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния во взятом объеме не должно превышать 0,5 моль. Затем прибавляют 5 см 3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромогена черного с сухим натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке (окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком). Если на титрование было израсходовано больше 10 см3 0,05 н. раствора трилона Б, то это указывает что в отмеренном объеме воды суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния больше 0,5 моль. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 см3 дистиллированной водой. Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 см 3 раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание, как указано выше. Если после прибавления к отмеренному объему воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в этом случае к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить пять капель 1 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина и далее определить жесткость, как указано выше. Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой и нечеткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влияние устраняется прибавлением к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов 0,1 н. раствора соляной кислоты в количестве, необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 5 мин. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше.(Измененная редакция, Изм. № 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Общую жесткость воды (Х), моль/м 3 , вычисляют по формуле

Где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см 3 ; К - поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б; V - объем воды, взятый для определения, см 3 . Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2 отн. %.(Измененная редакция, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 09.10.72 № 18552. ВЗАМЕН ГОСТ 4151-483. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ