Анализ воды что такое сухой остаток

Сухой остаток является одним из основных критериев определения качества воды, который выявляет степень ее минерализации. Для определения типа воды используется ионно-солевой остаток.

В качестве основных ионов, благодаря которым можно определить сухой остаток, выступают: сульфаты, хлориды, карбонаты, нитраты, бикарбонаты. Существует их подразделение на органические и минеральные остатки, которые отличаются температурами кипения. Сухой остаток подразумевает наличие в воде растворенных нелетучих твердых веществ. Существует специальная методика его вычисления.

С его помощью осуществляется определение сухого остатка в исследуемой пробе. Для проведения подобного исследования необходимо провести фильтрование пробы, отделить ее от органических примесей.

Воду используют почти во всех отраслях современного производства. Например, в косметической промышленности ее используют в качестве питьевой воды, как сырье для создания полуфабрикатов, как вещество для мытья промышленной тары.

Именно с водой связаны органолептические показатели продукции, выпускаемые на предприятии: стабильность, запах, вкус, цвет. К примеру, внешний вид и вкус сиропов напрямую связаны с минеральными веществами, содержащимися в воде. Если сухой остаток содержит хлорид натрия, в таком случае вода приобретает некоторый соленый вкус.

Существуют определенные нормативы, которым должна соответствовать вода. Если содержание сухого остатка им не удовлетворяет, в таком случае ее нельзя использовать. Существуют специальные физико-химические лаборатории, которые оснащены специальными измерительными приборами.

В них массовая доля сухого остатка определяется по ГОСТу «Вода питьевая» 18164-72. Используют воду в производстве лишь после того, как будет проведен полный контроль ее на соответствие всем показателям качества.

Если в ходе исследований будут выявлены несоответствия по каким-либо показателям, необходимо составить протокол о несоответствии, выполняют необходимые корректирующие мероприятия.

Существует несколько методик, позволяющих определять сухой остаток. ГОСТ допускает процедуру с добавлением соды либо с использованием соли. Рассмотрим оба варианта более подробно.

В первом случае происходит выпаривание пробы с использованием водяной бани. Сначала емкость, которую будут использовать для выпаривания, высушивают до получения постоянной массы. Далее в фарфоровую емкость наливают отфильтрованную воду. После завершения выпаривания последней пробы, чашка высушивается в термостате до постоянной массы при температуре.

Для определения сухого остатка используется специальная формула. Она связывает между собой массу пустой емкости, с сухим остатком, а также количество воды, которая взята для исследования.

Применение этого метода приводит к получению завышенных результатов. Подобная ситуация объясняется повышенной гигроскопичностью, а также протеканием гидролиза хлорида кальция и магния, сложностью передачи воды сульфатами кальция и магния.

Для устранения подобного недостатка осуществляется добавление к испытуемому образцу чистого карбоната натрия. В процессе добавления хлоридов кальция и магния происходит их переход в безводные карбонаты. Для полного удаления кристаллизационной воды, выполняют сушку полученного сухого остатка при повышенной температуре до тех пор, пока не будет получена постоянная масса в термостате.

Данный вариант предполагает предварительное фильтрование воды с применением бумажного фильтра. После высушивания пробы до получения постоянной массы, чашку нужно поставить на водяную баню. Здесь проводится выпаривание проб воды, отобранных для анализа. Как только будет внесена последняя порция воды, вносят пипеткой раствор углекислого газа. Учитывая, что вес взятой соды относится к массе сухого остатка как 2 к 1, проводят математические расчеты.

Чтобы проводить дальнейшее выпаривание, необходимо перемешивать пробу, разрушая при этом образующуюся корку. Для перемешивания применяют стеклянную палочку. Далее обмывают дистиллированной водой палочку. Потом образующийся сухой остаток с содой в чашке размещают в термостате, сушат его при температуре порядка 150 градусов по Цельсию до получения постоянной массы.

Средняя продолжительность выпаривания составляет от двух до пяти часов. Определяют разность по весу между емкостью образованного осадка и начальным весом чашки и соды. Данная разность определяет количество сухого остатка в определяемом количестве воды. Определяют сухой остаток по формуле, связывающей массу пустой емкости, добавленной соды, а также объем воды, выбранный для анализа.

Данный анализ с гигиенической точки зрения заключается в том, что можно провести технически корректировку анализируемой воды, воспользовавшись системами фильтрации, понижая при этом степень минерализации.

Вкус считается сбалансированным, если в воде общее содержание соли составляет 600 мг на один литр. Если в ней содержится больше 1 г/л, она считается непригодной для питья, поскольку обладает горько-соленым вкусом.

Если постоянно употреблять такую воду, в организме могут возникнуть серьезные физиологические проблемы. В первую очередь происходит усиление моторной и секретной функции кишечника и желудка, при повышенной температуре организм перегревается.

источник

О том, какого качества жидкость, можно судить, определив сухой остаток в воде, показывающий насколько она минерализована. Тип воды определяется посредством ионно-солевого остатка. Остановимся на этом более подробно.

Из этой статьи вы узнаете:

Что показывает сухой остаток в воде

Какое влияние на организм оказывает сухой остаток в воде

Какие методы определения сухого остатка в воде существуют

Какое количество сухого остатка в воде допустимо

Сухой остаток в воде говорит о том, что в воде имеются растворенные органические и минеральные соединения, которые закипают по достижении водой температуры более +105… +110 °С. Для выявления наличия и характера сухого остатка используются гравиметрические расчетные способы. Для установления его типа образец воды отфильтровывается либо отстаивается, пока сухая смесь не отделится в качестве взвешенных частиц.

Сухой остаток в основном выявляют, подвергнув природную воду нагреву до +103… +105 °С. Для более детального и скрупулезного изучения свойств природной и сточной воды ее высушивают, нагревая до температуры +178… +182 °С.

Особенно широко в природной воде распространены анионы НСО₃, СО₃ и катионы Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , H + . В зависимости от того, какие анионы или группы анионов преобладают в воде, ее можно разделить на три основных класса:

карбонатная и гидрокарбонатная;

Вкусовые качества воды напрямую зависят от ее химического и минерального состава. От него зависит также частота инфекционных заболеваний в районе. На сегодняшний день вопрос о том, каким образом минерализованная вода влияет на человеческий организм, стал очень актуален, что явилось основанием для увеличения объема исследований в этой сфере. Эта тенденция связана с тем, что многие страны сталкиваются с дефицитом пресной воды.

В связи с появлением и развитием технологий, позволяющих изменять электролитный состав питьевой воды, его изучению в настоящее время уделяется значительное внимание. На данный момент недостаточно изучено, каким образом минерализованная вода влияет на организм человека, какое значение при этом имеет ее электролитный состав.

Высокоминерализованная вода не способствует утолению жажды, поскольку при попадании в организм значительного количества минералов, непосредственно количество воды в организме, в том числе в плазме крови, уменьшается. Потеря организмом воды даже в самой малой степени может увеличить давление плазмы крови, а также привести к раздражению рецепторов сосудов, что вызовет возбуждение определенных зон головного мозга – центров жажды.

Для утоления потребности в воде достаточно прекратить раздражение осморецепторов, а, следовательно, привести в норму осмотическое давление в плазме крови. С этой целью следует употреблять воду с низким уровнем содержания минералов, являющейся гипотонической по отношению к клеткам крови и межтканевой жидкости.

В процессе изучения ионно-солевого состава сухого остатка воды, ученые выяснили, что различные степени остатка оказывают разное влияние на человеческий организм.

Исследования, проводимые как в отношении лабораторных животных, так и в отношении добровольцев показали, что высокоминерализованная вода способна оказать отрицательное воздействие на человека. Употребление такой воды может вызывать расстройство метаболических и биохимических процессов, кроме того, приводит к нарушениям как на морфологическом, так и на функциональном уровне.

То есть, если употреблять воду, содержание сухого остатка в которой превышает 1000 мг/л, велика вероятность нарушения гидрофильности тканей организма, задержки в организме воды, значительного сокращения мочеиспускания. В результате этих процессов повышается нагрузка на сердце и сосуды, обостряются хронические заболевания, такие как ишемическая болезнь, миокардиодистрофия, стенокардия, гипертоническая болезнь, что увеличивает риск развития инфаркта и прочих неблагоприятных последствий.

Употребляя сильно минерализованную воду, человек может испытать диспепсическое расстройство. Особенно остро ощущают смену воды люди, изменившие регион проживания. Это связано с высоким содержанием в жидкости солей магния, которые, раздражая слизистые оболочки кишечника, стимулируют перистальтические процессы.

Употребление такой воды способно изменять секрецию и моторную функцию желудка. А если пить ее в течение длительного времени и в больших количествах – может вызвать мочекаменную или желчекаменную болезни.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Однако стоит иметь в виду, что и вода с очень низким содержанием минералов (величина сухого остатка менее 100 мг/л) имеет неприятный вкус и может представлять опасность для здоровья при длительном употреблении. В такой воде содержится очень мало кальция и магния, что влечет риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, а также негативно сказывается на состоянии и развитии опорно-двигательного аппарата.

Употребляемая вода должна соответствовать определенным нормативам. В случае, если содержание сухого остатка выше или ниже, вода непригодна для использования. Измерение количества сухого остатка в воде производится при помощи специальных измерительных приборов в физико-химических лабораториях.

Для того чтобы вода была пригодна для использования, содержащийся в ней сухой остаток должен соответствовать требованиям ГОСТа «Вода питьевая» 18164-72. Применение воды в производстве возможно после проведения ее полного анализа. Если исследование покажет, что какие-либо показатели воды не отвечают требованиям, в этом случае составляется протокол несоответствия, выполняются необходимые мероприятия по коррекции показателей.

Вода, в которой содержание сухого остатка не превышает 1000 мг/л, называется пресной, в большинстве рек, пресных озер и водохранилищ содержится именно такая вода. При минерализации от 1000 до 3000 мг/л вода имеет солоноватый вкус. В случае, когда сухой остаток в воде превышает 3000 мг/л, вода будет сильносоленой на вкус, она свойственна океанам и морям.

Оптимальная степень минерализации воды составляет 300–500 мг/л. Вода, сухой остаток которой составляет 100–300 мг/л, расценивается как удовлетворительная, показатели 500–1000 мг/л считаются завышенными, но вода пригодна для употребления. Следует иметь в виду, что при использовании воды со степенью минерализации 1000 мг/л и выше можно серьезно ухудшить состояние здоровья. По этой причине питьевой считается та, сухой остаток в которой не превышает 1000 мг/л.

В то же время сухой остаток воды в водоемах, предназначенных для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд, не должен превышать 1000–1500 мг/л.

Для оценки состава и свойств сточной воды проводят санитарно-химический анализ, включающий, помимо стандартных химических тестов, ряд параметров, определяющих физические, физико-химические и санитарно-бактериологические показатели.

Состав сточной воды достаточно сложен, проводимые исследования не позволяют определить каждое из загрязняющих веществ, в связи с этим возникла необходимость выбирать показатели, с помощью которых можно было бы охарактеризовать те или иные свойства воды, не идентифицируя отдельные вещества. Название этих данных – групповые или суммарные. Так, определив органолептические показатели (запах, цвет), нет дальнейшей необходимости определять количественные степени веществ, способных придавать воде цвет и запах.

При помощи полного санитарно-химического анализа можно определить следующие данные: температуру, окраску, наличие запаха, степень прозрачности, величину рН, количество сухого остатка, его плотность и потерю в процессе накаливания, количество взвеси, объем и массу оседающих веществ, степень перманганатной окисляемости, химическую и биохимическую потребности в кислороде (ХПК и БПК соответственно), уровень азота (общего, аммонийного, нитритного, нитратного), фосфатов, хлоридов, сульфатов, тяжелых металлов и других токсичных элементов, количество поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, растворенного кислорода, микробов, бактерий группы кишечной палочки (БГКП), яиц гельминтов.

Помимо указанных показателей, к обязательным тестам для определения полного санитарно-химического исследования на городских очистных станциях могут быть отнесены тесты, определяющие специфические примеси, которые поступают в канализационные сети населенных пунктов с производственных предприятий.

Анализ сухого остатка позволяет установить степень общей загрязненности сточной воды органическими и минеральными веществами, находящимися в различных агрегативных состояниях (в мг/л). Выпаривание и дальнейшее высушивание образца сточных вод при температуре +105 °С поможет установить необходимые показатели. Далее остаток прокаливается при температуре +600 °C, в результате чего можно определить его зольность. Эти показатели позволяют выявить соотношение органической и минеральной частей загрязнений в сухом остатке.

Способ состоит в том, что образец выпаривается посредством водяной бани.

Чаша, предназначенная для выпаривания образца, высушивается до достижения постоянной массы. В фарфоровую чашу заливают фильтрованную воду объемом около 200–500 см 3 . После того как последняя проба воды выпарена, чаша с содержащимся в ней остатком высушивается при +110 °С в термостате постоянной массы.

Для вычисления количественного показателя сухого остатка (Х), мг/дм 3 используется следующая формула:

где m – масса емкости с сухим остатком, мг;

m1 – масса пустой емкости, мг;

V – объем воды, взятой для испытания, см 3 .

Однако, в связи с высокой способностью поглощения водяных паров и гидролизом хлоридов магния и кальция, трудностей при передаче воды сульфатами магния и кальция, велика вероятность при проведении данного анализа получить завышенные результаты. Для исправления ситуации в испытуемый образец добавляют чистый карбонат натрия. В этом случае хлориды магния и кальция преобразуются в безводные карбонаты. С целью полного выпаривания кристаллизационной воды образовавшийся остаток подвергается высушиванию при +160… +180 °С до достижения постоянной массы в термостате.

Воду необходимо заранее отфильтровать, используя бумажные фильтры. В емкости, высушенной до постоянной массы, на водяной бане выпарить отобранные для анализа 200–500 см 3 воды. После того как внесли заключительную порцию воды, при помощи пипетки добавляют 1%-ный раствор кальцинированной соды из расчета, чтобы вес соды в 2 раза превышал вес сухого остатка, предполагаемого к получению.

В случае если возникает необходимость последующего выпаривания, содержимое чаши время от времени перемешивают при помощи стеклянной палочки для разрушения образовывающейся корочки. Палочка промывается в дистиллированной воде. После этого образовавшийся сухой остаток с натрием углекислым в чаше необходимо поместить в емкость термостата и высушить при +150 °С до получения постоянной массы. Образец воды сушится в течение 2–5 часов.

Объем сухого остатка в пробе воды составляет разницу в весе между чашей с образовавшимся сухим остатком и первоначальным весом соды и емкости (в 1 см 3 содового раствора содержится 10 мг Na₂CO₃).

Сухой остаток (Х), мг/дм 3 , вычисляют по формуле:

где m – масса емкости с сухим остатком, мг;

m1 – масса пустой емкости, мг;

m2 – масса добавленной соды, мг;

V – объем воды, необходимой для испытания, см 3 .

Практическое использование полученных показателей состоит в технической возможности корректировать используемую воду (при помощи системы фильтров), понижая степень ее минерализации.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

источник

Химический состав воды, в том числе используемой в производстве бутилированной воды, в основном определяется концентрациями отдельных катионов (в частности, Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + ) и анионов (в частности, Cl — , SO₄ 2- , HCO₃ — ). Кроме того, есть более общие характеристики, производные от некоторых индивидуальных концентраций – например, общая жесткость и щелочность воды.

Существует и еще более обобщенный показатель – сухой остаток (общая минерализация) воды, т.е. суммарное количество веществ, растворенных в единице объема воды. В принципе, сухой остаток (общая минерализация) определяется содержанием как неорганических (минеральных), так и органических веществ в воде. Однако, в норме концентрация органических соединений в воде пренебрежимо мала, поэтому с достаточной точностью величину сухого остатка (общей минерализации) можно считать равной сумме концентраций неорганических катионов и анионов.

Понятия «сухой остаток» и «общая минерализация» часто считают тождественными. Это с связано с тем, что такой интегральный показатель, как суммарное количество растворенных веществ, можно точно вычислить, лишь зная концентрации всех индивидуальных ингредиентов (ионов). Поскольку на практике это далеко не всегда возможно, широко практикуется определение сухого остатка, измеряемого гравиметрическим методом (взвешиванием) после упаривания воды.

Полученные значения, однако, часто оказываются гораздо более низкими, чем арифметическая сумма индивидуальных концентраций. Связано это с термическим разложением гидрокарбонат-ионов с выделением углекислого газа. Поэтому самые значительные расхождения межде величинами сухого остатка и вычисляемой общей минерализацией (TDS – total dissolved solids) наблюдаются для вод с высокой щелочностью, т.е. с высоким содержанием гидрокарбонат-ионов.

Разумеется, сухой остаток (общая минерализация) — гораздо менее информативный показатель, нежели данные полного химического анализа питьевой воды. В то же время, он позволяет получить обобщенное представление о качестве питьевой воды. В первую очередь, о ее органолептических свойствах:

слишком высокие (более 1 г/л) значения сухого остатка (общей минерализации) свидетельствуют о том, что такая вода хуже утоляет жажду. Кроме того, вода с очень высокой минерализацией может иметь соленый или горький привкус;
вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

С другой стороны, вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

На основании результатов многочисленных научных исследований, как эпидемиологических, так и экспериментальных, установлен оптимальный уровень сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды — 200-500 мг/л. Вода, минерализованная на уровне до 1000 мг/л, считается качественной, пригодной для питья и приготовления пищи без ограничений. Вода с более высокой минерализацией относится к минеральным водам, употребление которых связано с определенными показаниями и ограничениями.

Для нормализации минерального состава питьевой воды, в том числе для получения питьевой воды с оптимальным значением сухого остатка (общей минерализации) можно использовать минеральные добавки серии «Северянка». Дополняя питьевую воду солями кальция, магния, калия, гидрокарбонат-ионами и другими жизненно важными ингредиентами, «Северянка» оптимизирует значение сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды.

источник

Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105–110°С. Сухой остаток определяют гравиметрическим и расчетным методами. Перед определением сухого остатка пробу необходимо фильтровать либо отстаивать для отделения от взвешенных веществ.

Гравиметрический (весовой) метод основан на определении веса высушенного остатка, полученного после выпаривания пробы. При гравиметрическом определении сухого остатка сначала проводят выпаривание основной массы пробы, которая может составлять 250–500 мл. Далее оставшуюся часть пробы высушивают во взвешенной, доведенной до постоянной массы чашке (стакане, тигле) в сушильном шкафу в стандартных условиях в два этапа. На первом этапе высушивание проводят при температуре 103–105°С в течение 1–2 часов. При этом удаляются влага и все летучие органические вещества, однако сохраняется почти вся кристаллизационная вода солей – кристаллогидратов. На втором этапе высушивание проводят при температуре 178–182°С также в течение 1–2 часов. В этих условиях разлагаются кристаллогидраты, более полно испаряются и разлагаются органические вещества, разлагаются также некоторые соли – например, гидрокарбонаты до карбонатов и далее до оксидов (частично или полностью). Величину сухого остатка определяют по разности масс остатка пробы до и после высушивания, причем иногда выполняют промежуточное взвешивание – после высушивания при температуре 103–105°С. Взвешивание выполняют на аналитических весах с погрешностью не более ±1 мг (лучше ±0,1 мг). Перед взвешиванием тигель необходимо охладить до комнатной температуры.

Для определения сухого остатка поверхностных природных вод обычно достаточно высушивания при температуре 103–105°С. Высушивание при температуре 178–182°С применяется специалистами при детальном исследовании природных или сточных вод.

Величину сухого остатка можно также оценить расчетным методом. При этом надо суммировать полученные в результате анализов концентрации растворенных в воде минеральных солей, а также органических веществ (гидрокарбонат суммируется в количестве 50%*). Для питьевой и природной воды величина сухого остатка практически равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и магния, а также определяемых расчетным методом натрия и калия).

Величина сухого остатка для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных случаях допускается до 1500 мг/л).

А. Определение сухого остатка гравиметрическим методом

Весы аналитические с комплектом разновесов, мерный стакан, сушильный шкаф с термометром (103–105°С), фарфоровая чашечка (стакан) на 300 мл, щипцы.

1. Подготовьте предварительно (можно это сделать накануне эксперимента) чистую фарфоровую чашечку или стакан:
— высушите ее в сушильном шкафу при температуре 103–105°С не менее часа;
— с помощью щипцов достаньте чашечку из сушильного шкафа, дайте ей остыть до комнатной температуры (2–3 часа).
2. Определите массу пустой чашечки (М₁) в г, взвесив ее на аналитических весах с точностью до ± 0,0001 г.

Манипуляции с чашечкой выполняйте с помощью щипцов! Не прикасайтесь руками к чашечке, т.к. это может вызвать изменение массы (внести ошибки) при последующем взвешивании.

3. Мерным стаканом поместите в чашечку 100 мл анализируемой воды.
4. Поместите чашечку в сушильный шкаф при температуре 103–105°С на ночь для выпаривания.
5. С помощью щипцов достаньте чашечку из сушильного шкафа, дайте ей остыть до комнатной температуры в течение 2–3 часов.
6. Определите массу чашечки с остатком (М2) в г, взвесив ее на аналитических весах с точностью до ± 0,0001 г.
7. Рассчитайте величину сухого остатка (МСО) в мг/л по уравнению:

где: М₂ и М₁ – вес чашки с остатком после высушивания и пустой чашки соответственно, г;
V – объем воды, взятой для анализа, мл;
10 6 – коэффициент пересчета единиц измерения из г/мл в мг/л.

В. Определение сухого остатка расчетным методом

Величину сухого остатка в мг/л можно определить также расчетным методом, суммируя результаты определения массовых концентраций главных ионов, выраженные в мг/л (гидрокарбонат суммируют в количестве 50%).

Полученный результат округлите до целых чисел.
О расчете величины сухого остатка (общего солесодержания) в ммоль-эквивалентной форме см. п. 6.3.7.

* При «классическом» гравиметрическом определении сухого остатка при нагревании выпариваемой пробы протекает химическая реакция разложения гидрокарбонат-аниона:

в результате этой реакции теряется около 50% массы содержащегося в пробе гидрокарбонат—аниона.

источник

Лекция №3. Показатели, необходимые для характеристики качества воды, определяются характером использования воды различными потребителями

Показатели, необходимые для характеристики качества воды, определяются характером использования воды различными потребителями. Например, качество воды хозяйственно-питьевого назначения характеризуют с помощью показателей, не применяемых во внимание при использовании воды на ТЭС и АЭС. Здесь рассмотрим основные показатели, используемые при анализе природных вод, применяемых в теплоэнергетике как исходное сырьё.

Минеральные примеси различных природных вод по количественному составу примерно постоянны и отличаются лишь концентрациями, установление которых и входит в задачу анализа природных вод. Важнейшие показатели качества воды, определяющие применимость для паротурбинных установок и метод её обработки – концентрация грубодисперсных примесей (взвешенные вещества), концентрация ионов Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , , , , , , , , рН воды, удельная электропроводимость, технологические показатели (сухой прокаленный остаток, щелочность, жесткость, кремнесодержание, окисляемость), концентрация растворённых газов и .

Содержание грубодисперсных (взвешенных) веществ выражают в (мг/кг) и определяют фильтрованием 1 л пробы воды через бумажный фильтр, который затем высушивают при температуре 105-110 0 С до постоянной массы

Прозрачность воды определяют с помощью методов шрифта и креста. Для первого способа применяют градуированный на сантиметры стеклянный цилиндр высотой 30 см, под дно которого подложен определённый шрифт. Столб воды в сантиметрах, через который ещё можно прочесть текст, и определяет прозрачность воды. Прозрачность по кресту определяют по той же методике, используя трубку длиной 350 см, диаметром 3,0 см, на дно которой помещают бумажный круг с крестом, имеющим ширину линий в 1 мм.

Мутность воды пропорциональна содержанию в ней взвешенных частиц, определяют, сравнивая анализируемую пробу с определенным эталоном мутности.

Удельная электропроводность растворов χ, характеризуемая электро-проводностью 1 см 3 жидкости с размером граней 1 см и выражаемая в См/см, является важным показателем качества природной и обрабатываемой воды, указывающим на суммарную концентрацию ионгенных примесей. Удельная электропроводность воды, не содержащей примесей, при 25 0 С составляет 0,063 мкСм/см и определяется переносом в электрическом поле только ионов H + и . При постоянной температуре и данной степени диссоциации существует прямая зависимость между концентрацией электролита и его удельной электропроводностью. Так удельную электропроводность водных растворов различных солей концентрацией 500 мк/кг в условном пересчете на NaCl можно оценить из соотношения

1 мкСм/см↨≈ 0,5 мг NaCl/кг H₂O.

Сухой остаток (СО) (мг/л) определяют путем выпаривания определенного объёма предварительно профильтрованной пробы и последующего просушивания остатка при температуре 110-120 0 С.

Сухой остаток выражает содержание растворенных в воде минеральных и органических примесей, нелетучих при указанной температуре. Содержащиеся в природной воде Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂ при выпаривании разлагаются с выделением H₂O и CO₂ и в сухом остатке появляются CaCO₃ и MgCO₃; это надо иметь в виду, сравнивая сухой остаток с минеральным.

Минеральный остаток (мг/л) (общее солесодержание) подсчитывается путем суммирования концентраций катионов и анионов, определенных при проведении полного химического анализа воды.

Прокаленный остаток (мг/л) характеризует содержание в воде минеральных веществ; его определяют путем прокаливания при 800 0 С сухого остатка. При прокаливании сгорают органические вещества и частично разлагаются карбонаты.

Окисляемость воды – это показатель, имеющий условное значение и представляющий собой расход какого-либо сильного окислителя, необходимого для окисления в определённых условиях органических примесей, которые содержатся в 1 л воды. Обычно для этих целей применяют перманганат калия ( ) или бихромат калия ( ), различают соответственно перманганатную и бихроматную окисляемость. Окисляемость воды выражают в кислородных или перманганатных единицах (мгO₂/кг, мг /кг), различающихся в 3,95 раза. Бихроматная окисляемость обычно превышает в 2-2,5 раза перманганатную, а разность между ними позволяет судить об устойчивости органических примесей к действию окислителей. При определении окисляемости обоих видов происходит окисление не только содержащихся в воде органических веществ, но и некоторых неорганических, например закисного железа, сероводорода, нитритов. Поэтому следует еще раз подчеркнуть, что окисляемость характеризует содержание в воде органических веществ лишь приближенно и условно.

Окисляемость чистых грунтовых вод составляет обычно 1-3 мгO₂/л, в то время как в водах поверхностных источников окисляемость повышается до 10-12 мгO₂/л. Реки болотного происхождения и поверхностные источники в период паводка отличаются очень высокой окисляемостью, превышающей, например, 30 мгO₂/л. Сточные воды, содержащие органические вещества и сбрасываемые в водоемы, могут повышать окисляемость воды различных источников.

Для суммарной оценки органических загрязнений воды в последнее время начинают применять метод сорбции из воды органических веществ активированным углем с последующим его высушиванием и экстракцией из него этих веществ хлороформом (метод угольно-хлороформного экстракта). В массовых единицах (мг/кг) оценивают в ряде случаев содержание общего органического углерода в воде.

Жесткость воды – один из важнейших показателей её качества. Общей жесткостью называют суммарную концентрацию ионов кальция и магния, выраженную в единицах микрограмм-эквивалент (мг-экв/л) на 1 л воды.

= +

Общую жесткость воды подразделяют на кальцевую и магниевую. Кальциевая жесткость определяется катионами кальция Ca 2+ (мг-экв/л). Магнивая жесткость определяется катионами магния Mg 2+ (мг-экв/л). Часть (в предельном случае при Щ_о > вся жесткость), эквивалентная содержанию бикарбонатов, называется карбонатной жесткостью; разность между общей и карбонатной жесткостями называется некарбонатной жесткостью.

Общая жесткость подразделяется на карбонатную Ж_к и некарбонатную Ж_н.к. Карбонатная жесткость обусловливается наличием в воде бикарбонатов и карбонатов кальция и магния, некарбонатная жесткость – присутствием в воде хлоридов, нитратов, сульфатов кальция и магния (мг-экв/л).

Процесс выделения из воды ионов Ca 2+ и Mg 2+ получил название умягчение воды. Воды с высокой жесткостью дают плотные отложения на теплопередающих поверхностях.

По значению общей жесткости природных вод установлена следующая класссификация: 12 мг-экв/кг – очень высокая жесткость.

Общая щелочность воды Щ_о – суммарная концентрация в воде растворимых гидрооксидов и анионов слабых кислот за вычетом концентрации ионов водорода.

= + — , мг/экв/л,

= + + + + + +

+ .

Общую щелочность Щ_о выражают в миллиграмм − эквивалентах на 1 л. Её определяют титрованием пробы воды кислотой в присутствии индикаторов: фенолфталеина и метилоранжа. Для вод, в которых может содержаться гидратная форм щелочности ( ), карбонатная ( ) или бикарбонатная ( ), вычисление отдельных форм (слагаемых) общей щелочности определяют по таблице в зависимости от результатов титрования пробы с фенолфталеином – и метилоранжем – .

Вычисление форм щелочности природной воды

Соотношение Щ_фф	Гидраты Щ_г	Карбонаты Щ_к	Бикарбонаты Щ_б
Щ_фф = Щ_мо	Щ_фф; Щ_мо	Нет	Нет
Щ_фф > 0,5 Щ_мо	2Щ_фф-Щ_мо	2(Щ_мо-Щ_фф)	Нет
Щ_фф = 0,5 Щ_мо	Нет	Щ_мо; 2Щ_фф	Нет
Щ_фф 0	Нет	Нет	Щ_мо

Природные воды в своем большинстве характеризуются бикарбонатной формой щелочности, которая численно близка к величине общей щелочности (Щ_о

В природных исходных водах соотношение между щелочностью и общей жесткостью могут быть различными, соответственно вычисляются значения карбонатной жесткости таблица:

Щелочность исходной воды	Карбонатная жесткость исходной воды
Щ_и.в	Щ_и.в − Ж_к = ; Щ_и.в − = [NaHCO₃]

Ионный состав воды. Вода всегда электрически нейтральна, поэтому сумма концентраций содержащихся в ней катионов равна сумме концентраций анионов при условии, что они выражены в мг-экв/л: åс_к=åс_а.

Этой закономерностью, называемой уравнением электронейтральности раствора, пользуются при проверке правильности выполнения анализа воды. В водах энергетических объектов могут присутствовать ионы, приведенные в таблице

Катионы	Анионы
Водород	Гидроксильный
Натрий	Бикарбонатный
Калий	Карбонатный
Аммоний	Нитритный
Кальций	Нитратный
Магний	Хлоридный
Железо двухвалентное	Фторидный
Железо трехвалентное	Сульфатный
Алюминий	Силикатный
Медь	Ортофосфатный
Гидросульфатный

В природных водах обычно содержится катионы , , , и анионы , , , , реже , и , , .

Ионы натрия и калия с анионами природных вод не образуют труднорастворимых простых солей, практически не подвергаются гидролизу, поэтому их относят к группе устойчивых примесей. Концентрация ионов натрия и калия изменяется только в результате испарения или разбавления природной воды, при анализе воды ее часто выражают суммарно.

Ионы кальция и магния относятся к числу важнейших примесей воды и во многом определяют возможность ее использования для различных народнохозяйственных целей, так как эти ионы образуют труднорастворимые соединения с некоторыми находящимися в воде анионами. При использовании природной воды и связанном с этим изменении исходных концентраций катионов и анионов, например при упаривании или снижении растворимости с ростом температуры, происходит выделение труднорастворимых солей кальция и магния на теплопередающих поверхностях в виде твердой фазы.

Ионы железа характеризуются поливалентностью и могут находиться в различных формах: Fe 2+ и Fe 3+ . Во всех природных водах с высоким рН ионы Fe 3+ практически не могут содержаться и все соединения Fe 3+ находятся коллоидной или грубодисперсной форме. В подземных водах железо обычно находится в ионной форме в виде двухвалентного железа, стехиметрически отвечающего формуле соединения , которое при условии удаления растворенной углекислоты (выдерживание в открытом сосуде) легко гидролизуется, а при наличии в воде растворенного кислорода окисляется с образованием краснокоричневой твердой фазы гидроксида железа Fe(OH)₃:

В водах поверхностных источников железо может входить также в состав органических соединений; присутствие в воде соединений железа в повышенных концентрациях создает условия для развития железобактерий, образующих бугристые колонии на стенках трубопроводов.

Концентрация железа в исходной воде может увеличиваться в процессе загрязнения продуктами коррозии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Вы здесь:
Качество
Методики и тесты
Методика определения сухого остатка в воде

Сухой остаток — это один из самых главных критериев качества воды, определяющий степень минерализации воды. Тип воды можно определить по ионно-солевому составу. Основными ионами, которые определяют количество остатка являются: карбонаты, хлориды, сульфаты, бикарбонаты, нитраты, натрий, калий, магний, кальций.

Сухим остатком в воде можно охарактеризовать присутствие в ней нелетучих растворённых твердых веществ. Остатки могут быть минеральные и органические с температурой кипения более 105 — 110°C. Гравиметрическим расчётным методом определяется характер и наличие сухого остатка. Для определения типа сухого остатка, испытуемую пробу необходимо профильтровать для отделения от органических примесей.

Вода используется практически во всех производственных отраслях. Таким производителем, который использует при изготовлении своей продукции только качественную воду, является ООО «КоролевФарм». Компания занимается производством: биологически активных добавок (БАД) и косметики на контрактной основе.

Здесь вода используется как:

питьевая вода;
сырье для изготовления полуфабрикатов;
средство для мытья производственной тары.

Также от воды зависят органолептические свойства выпускаемой на предприятии продукции: цвет, вкус, запах, стабильность. Например, вкус и внешний вид жидких форм БАД (каплей, сиропов и т. п.) зависит от содержащихся в используемой воде минеральных веществ. Так, слегка соленый вкус воде может придать присутствующий в ней хлорид натрия и т.д.

Качество воды должно удовлетворять требованиям санитарных норм. Контроль качества используемой воды на предприятии осуществляется в аккредитованной физико-химической лаборатории (ФХЛ), оснащенной необходимыми средствами измерений.

В ФХЛ контрактного производства «КоролёвФарм» сухой остаток в воде определяют согласно ГОСТу 18164-72 «Вода питьевая». Вода используются в производстве только после полного контроля на соответствие по показателям качества. В случае несоответствия по одному из показателей составляется протокол «несоответствия» и после проводятся корректирующие мероприятия.

В ООО «КоролевФарм» сотрудниками лаборатории определяется «сухой остаток» в воде несколькими методами: без добавления соды и с добавлением раствора соли.

Метод №1 без добавления соды

Этот метод заключается в выпаривании образца на водяной бане (рис.1).

Рисунок 1. Выпаривание воды на водяной бане

Первоначально емкость, в которой будет выпариваться на водяной бане испытуемый образец, необходимо высушить до постоянной массы. Затем наливают 200-500 см3 отфильтрованной воды в фарфоровую емкость. После выпаривания последней пробы воды, чашку с содержимым высушивают при температуре 110 °С в термостате постоянной массы.

Количество сухого остатка (Х), мг/дм3, вычисляется по формуле:

где m- значение массы емкости с сухим остатком, мг;

m1 – значение массы пустой емкости, мг;

V — количество воды, взятой для испытания, см3.

При использовании данного метода результаты получаются несколько завышенными. Происходит это из-за высокой гигроскопичности и гидролиза хлорида магния и кальция, трудной передачи воды сульфатами магния и кальция. Этот недостаток устраняется добавлением чистого карбоната натрия к испытуемому образцу. В результате добавления хлориды магния и кальция перейдут в безводные карбонаты. Для того, чтобы удалить полностью кристаллизационную воду, полученный сухой остаток сушат при температуре 160-180°С до постоянной массы в термостате.

Метод № 2 с использованием раствора соды

Предварительно отфильтровывается вода с использованием бумажных фильтров. Высушенные до постоянной массы чашки ставятся на водяную баню, где выпаривают отобранные для испытания 200-500 см3 воды. После внесения последней порции воды пипеткой вносят 25 см3 1%-ного раствора натрия углекислого. Исходя из расчета, чтобы вес добавленной соды был приблизительно в два раза больше веса сухого остатка, который предполагается получить.

При необходимости дальнейшего выпаривания периодически перемешивают содержимое в чашке, чтобы разрушить образующуюся корку. Перемешивание осуществляют стеклянной палочкой. Затем дистиллированной водой обмывают палочку. Далее полученный сухой остаток с содой в чашке помещается в термостат и сушится при температуре 150 °С до образования постоянной массы. Время высушивания образца воды составляет от 2 до 5 часов.

Вычисляют разность по весу между емкостью с полученным сухим остатком и изначальным весом соды и чашки (в 1 см3 содового раствора содержится 10 мг Na2CO3). Эта разность определяет количество сухого остатка в испытуемом количестве воды.

Количество сухого остатка (Х), мг/дм3, вычисляют по формуле:

где m – значение массы емкости с сухим остатком, мг;

m1 — значение массы пустой емкости, мг;

m2 — значение массы прибавленной соды, мг;

V — количество воды, взятой для испытания, см3.

С гигиенической точки зрения значение данного показателя состоит в том, что технически возможна корректировка используемой воды (установка и использование систем фильтрации) с понижением степени минерализации.

Сбалансированным считается вкус, когда общее солесодержание составляет до 600 мг/л. Питьевая вода должна быть минерализована не более чем на 1 г/л. При содержании в воде солей более 1 г/л она непригодна для питья, так как имеет специфический горько-соленый вкус. Кроме того, при постоянном употреблении такой воды происходят неблагоприятные физиологические изменения в организме: усиливается моторная и секреторная функции желудка и кишечника, увеличивается гидрофильность тканей, в жаркую погоду происходит перегрев организма. Такая вода способствует нарушению обмена веществ и может является одной из причин образования камней.

Получить безопасную и качественную продукцию можно только при использовании хорошо очищенной воды.

Для получения такой воды в ООО «КоролевФарм» ее подвергают многократной очистке с помощью фильтрационных систем с последующим контролем качества на все показатели.

источник

А. Определение сухого остатка гравиметрическим методом

В. Определение сухого остатка расчетным методом

в результате этой реакции теряется около 50% массы содержащегося в пробе гидрокарбонат—аниона.

источник

Анализ проб сточных вод сухой остаток.

Сухой остаток —это масса остатка, получаемого выпариванием профильтрованной пробы сточной воды и высушиванием при 103—105 °С или 178—182 °С. Величина эта должна выражать суммарное количество растворенных в пробе веществ, неорганических и органических. Получаемые результаты, однако, удовлетворяют этому требованию лишь приближенно, при какой бы из указанных двух температур ни проводилось высушивание остатка.

Если остаток высушивали при 103—105 °С, то в нем сохранится вся или почти вся кристаллизационная вода солей, образующих кристаллогидраты, а также частично и окклюдированная вода. С другой стороны, при выпаривании и высушивании удаляются все летучие с водяным паром органические вещества, растворенные газы, а также СОг из гидрокарбонатов, которые при этом превратятся в карбонаты.

Если остаток высушивали при 178—182 °С, то окклюдированная вода будет удалена полностью. Кристаллизационная вода также удалится, но некоторое количество может остаться, особенно, когда в пробе присутствуют преимущественно сульфаты. Гидрокарбонаты превратятся в карбонаты, но последние могут частично разложиться . Может произойти незначительная потеря нитратов. Органические вещества теряются в большей мере, чем в первом случае.

Высушивание при 178—182 °С следует предпочесть при анализе вод, содержащих преимущественно неорганические соли, так как тогда получаемый результат приближается в большей мере к сумме результатов отдельных определений катионов и анионов в пробе.

Ход определения. В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую или кварцевую чашку помещают 50—250 мл анализируемой сточной воды, предварительно профильтрованной. Воду выпаривают на водяной бане досуха. Затем переносят чашку с остатком в сушильный шкаф и высушивают при 103—105 °С или 178—182 °С до постоянной массы.

Расчет. Содержание сухого остатка (х) в мг/л вычисляют по формуле

где а — масса чашки с сухим остатком, мг; b — масса пустой чашки, мг; V — объем анализируемой сточной воды, мл.

Анализ проб сточных вод прокаленный остаток.

Проводя анализ проб сточных вод иногда требуется определить их прокаленный остаток. Цель этого определения -получить приближенное представление о содержании органических и неорганических веществ в пробе: при прокаливании органические вещества удаляются, неорганические остаются. Анализ проб сточных вод на прокаленный остаток выполняют следующим образом: чашку с сухим остатком помещают в муфельную печь, предварительно разогретую, и прокаливают при 500С 15-20 минут. После полного охлаждения чашку взвешивают. Прокаливание повторяют до достижения постоянной массы. Рассчитывают результат по той же формуле, что и при определении сухого остатка.

Расчет. Содержание прокаленного остатка(х) в мг/л вычисляют по формуле

где а-масса чашки с прокаленным остатком, мг; b-масса пустой чашки, мг;

V-объем анализируемой сточной воды, мл.

Анализ проб сточных вод пенистость.

Пенистость-это способность сохранять искусственно созданную пену на поверхности исследуемой пробы, можно использовать для качественной оценки присутствия таких веществ, как сапонины и сапонаты натурального и искусственного происхождения. Анализ проб сточных вод на пенистость проводят следующим образом: пробу воды 500мл вливают в колбу вместимостью 1 л с притертой пробкой, затем колбу закрывают и интенсивно взбалтывают 30с. Результат определения расценивают как положительный в том случае, если пена, образовавшаяся при взбалтывании пробы, сохраняется на поверхности в колбе больше 1 минуты. Значение pH пробы при определении должно быть в пределах 6,5-8,5.

Химический анализ сточных вод на щелочность.

Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами. К этим веществам относят: сильные основания, полностью диссоциирующие в разбавленных растворах с образованием гидроксид- ионов (едкий натр, едкое кали),слабые основания(аммиак, анилин, пиридин),анионы слабых кислот, анионы гуминовых кислот.

Химический анализ сточных вод на щелочность проводят используя различные индикаторы, наиболее подходящим индикатором является метиловый желтый, цвет которого изменяется от желтого к красному в границах pH=4.0-2.9 довольно резко, или бромфеноловый синий, если титрование с ним проводить до чисто желтого цвета.

В лаборатории «Экологический мониторинг» вы можете заказать комплексный анализ питьевой воды, ливневых сточных вод и промышленных, хозбытовых стоков. Заказать анализ сточных вод, можно оставив заявку на sales@chemanalytica.ru , или воспользовавшись формой обратной связи.

Если у Вас возникли вопросы, направляйте их к нам на почту по адресу sales@chemanalytica.ru или звоните по телефонам

8-800-600-62-40; 8(495)969-35-06.

источник