Báo cáo thực hành xác định độ cứng của nước

1. Cơ sở lý thuyết

Phương pháp complexon là phương pháp tạo phức, chất tạo phức là chất hữu cơ (như EDTA, complexon III, ...) tạo được với hầu hết các kim loại thành phức tan bền. Thông dụng nhất là complexon III (hay còn gọi là trilon B).

Trilon B là muối đinatri của axit etylendiamin tetraaxetic, thường kí hiệu là Na₂H₂Y. Trong nước muối Na₂H₂Y phân li hoàn toàn. Trong phòng thí nghiệm dung dịch complexon III thường được gọi là dung dịch EDTA.

Khi tác dụng với các cation kim loại ở điều kiện thích hợp, trilon B tạo thành những phức chất vòng càng rất bền chặt.

Meⁿ⁺ + H₂Y^2- -> MeY^n-4 + 2H⁺

Phản ứng của trilon B với mọi kim loại đều giải phóng ra 2H⁺ nên trị số pH của dung dịch có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo phức và đương lượng gam của mọi kim loại đều bằng M/2. Độ bền của các muối complexonat kim loại phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Tỷ lệ thuận với điện tích ion kim loại và khối lượng nguyên tử.

- Tỷ lệ nghịch với nồng độ ion H⁺. Tuy nhiên với pH quá cao làm độ bền của phức cũng giảm, cho nên nói chung với mỗi nhóm ion kim loại, người ta điều chỉnh pH của môi trường bằng các dung dịch đệm để thực hiện phản ứng tạo phức.

Để xác định điểm tương đương, người ta thường dùng các chỉ thị kim loại. Ví dụ: Eriocrom đen T, murexit. Các dung dịch chỉ thị chóng hỏng nên người ta thường pha ở dạng rắn bằng cách trộn với NaCl hay đường.

2. Thiết bị, dụng cụ 

- Cân phân tích

- Cốc

- Bình định mức 

- Pipet

Cách tiến hành

Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch MgSO₄ 0,02N chuẩn cho vào bình nón, thêm 2ml dung dịch đệm NH₄OH + NH₄Cl và ít chỉ thị để dung dịch có màu đỏ nho. Định phân dung dịch MgSO₄ bằng dung dịch trilon B cho đến khi dung dịch đổi màu từ đỏ nho sang xanh biết (không lẫn tím). Lặp lại thí nghiệm 2÷3 lần lấy kết quả trung bình.

3. Xác định độ cứng của nước

Phương pháp xác định độ cứng của nước

Để xác định độ cứng của nước, người ta có thể ứng dụng phương pháp chuản độ, tính toán theo hàm nước Ca, Mg trong nước hoặc đơn giản nhất là dùng các máy đo độ cứng của nước.

Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp chuẩn độ hoặc tính toán theo hàm lượng Ca, Mg trong nước.

Người ta sẽ sử dụng các thuốc thử và dựa vào sự phản ứng của nước với thuốc thử để tính toán được hàm lượng Ca, Mg trong nước từ đó xác định độ cứng của nước.

Độ cứng của nước thường được biểu thị bằng CaCO₃ có thể phân loại như sau:

- CaCO₃ <50 mg/l là nước mềm 

- CaCO₃ ~ 150mg/l là nước cứng ở mức độ trung bình

- CaCO₃ > 300 mg/l là nước rất cứng và sử dụng gây nguy hiểm cho sức khỏe của người dùng

Để áp dụng phương pháp chuẩn độ Complexon, người ta sẽ sử dụng dung dịch đệm là NH₃ + NH₄Cl có pH = 10 bằng chỉ thị eriocrom đen T. 

4. Hóa chất

- MgSO₄ 0,02N.

- Dung dịch đệm NH₄OH + NH₄Cl, pH = 10: trộn 54 gam NH₄Cl với 350ml NH₄OH đặc pha loãng đến 1 lít.

- ETOO có thể pha dưới dạng dung dịch hay rắn.

+ Dạng dung dịch: lấy 0,5 gam ETOO trộn với NaCl hoặc KCl hoặc đường theo tỉ lệ 1:200 pha trong 100ml rượu etylic hoặc lấy 100ml dung dịch đệm ở trên. Dạng dung dịch chóng hỏng.

+ Dạng rắn: 1% trộn với NaCl, KCl hoặc đường theo tỉ lệ 1:100 rồi nghiền nhỏ.

- Dung dịch NaOH 2N.

- Murexit 1% (trộn murexit với NaCl theo tỉ lệ 1:100 rồi nghiền nhỏ).

- Trilon B 0,02N.

Có thể chuẩn bị từ lượng cân chính xác của complexon III (Mcomplexon = 372,24). Hòa tan 7,444 gam trong 1 lít.