Lucrare ştiinţifică Tema

5.4. Determinarea durităţii apei

Duritatea este un indicator indirect al gradului de mineralizare a apei. Apele dure sunt neplăcute la gust, formează depuneri în vasele în care se fierbe apa, împiedică o bună fierbere a legumelor, nu produc

spumă cu săpunurile, limitând folosinţa lor menajeră.

În funcţie de componenţa sărurilor de calciu şi magneziu la fierbere, duritatea poate fi:

- temporară, dată de totalitatea sărurilor de calciu şi magneziu care se depun prin fierbere (bicarbonaţi de calciu şi magneziu);

- permanentă, dată de sărurile de calciu şi magneziu care rămân în apă după fierbere (azotaţi, sulfaţi, cloruri, fosfaţi etc.).

Suma celor două durităţi formează duritatea totală.

Convenţional, duritatea se exprimă în grade de duritate, care pot fi grade germane (1 grad = 10 mg CaO) sau grade franceze (1 grad = 10 mg Ca CO3). La noi în ţară exprimarea durităţii se face în grade germane.

În funcţie de duritatea totală, apele se împart în:

- ape moi, cu o duritate până la 5ºG;

- apă cu duritate moderată, cuprinsă între 5-20ºG;

- ape dure, cu o duritate de peste 20ºG.

Principiul metodei. Acidul etilen – diamin – tetraacetic (EDTA), cunoscut şi sub denumirea de complexon, formează cu ionii de calciu şi magneziu prezenţi în apă un complex neionizabil, stabil. Se foloseşte ca indicator hronogen care la pH are culoare roşie în prezenţa ionilor de calciu şi magneziu şi o coloraţie albastră după ce ionii au fost fixaţi prin EDTA.

Reactivi necesari:

- complexon III, 0,01M;

- soluţie-tampon (67,5 g clorură de amoniu se dizolvă în 570 ml amoniac concentrat şi se completează la 1000 ml cu apă distilată);

- indicator de soluţie de hromogen

Modul de lucru. Într-o capsulă de porţelan se măsoară 50 ml de proba, se adaugă 5 ml de soluţie-tampon, se agită şi se adaugă 4-5 picături de indicator. Se va obţine o coloraţie roşie. Se titrează cu complexon III din biuretă, agitând continuu până culoarea roşie virează în albastru. Titrarea trebuie făcută încet, deoarece

punctul final apare brusc.

Calculul.

Grade duritate/l =V ×0.05×K×1000

Vp

unde: V-volumul de soluţie complexon;

K- coficientul sol de complexon.

Vp–cantitatea de apă de analiză luată în lucru, ml;

Duritatea totală maximal admisibilă 20 ºG.


5.5 Determinarea amoniacului din apă
Amoniacul poate ajunge în apă fie din sol (în apele subterane concentraţia sa este constanta în timp), fie din mineralizarea substanţelor organice în cadrul procesului de autopurificare a apei.

Într-o apă de suprafaţa prezenţa amoniului indică poluarea cu substanţe organice.Determinarea amoniului s-a efectuat prin titrare. Pentru a evalua corect cantitatea de amoniu, probele de apă au fost distillate după ce au fost

aduse la pH=7,4 prin tratare cu o soluţie tampon fosfat. La distilare vaporii de apă antrenează vaporii de amoniac. Amoniacul distilat a fost barbotat direct într-o soluţie de H2SO4(concentraţia 0,1 N) în prezenţa indicatorului roşu de metil (soluţia 0,1 %)

Excesul de H2SO4 a fost titrat cu o solutie NaOH ( 0,1 N)

Reactivi:

- H2SO4 , soluţie 0,1 N;

- NaOH, soluţie 0,1 N;

- soluţie tampon fosfat, pH 7,4 (într-un balon cotat de 1000ml s-au dizolvat 14,3g KH2PO4 şi 68,8 g K2HPO4

,completîndu-se cu apa la semn);

- roşu de metil sol 0,1%.

Modul de lucru :

În balonul Wurtz al instalaţiei de distilare s-au introdus 500ml apă de analizat, s-au adaugat 10 ml soluţie tampon fosfat şi s-a măsurat pH-ul prin metoda electrochimică, apoi s-a pornit distilarea. Distilatul (NH3(v)+H2O(v)) s-a cules prin barbotare în soluţie de H2SO4 0,1 N şi cîteva picaturi de indicator pînă la coloraţie galbenă (ce indică mediul acid).Distilarea s-a efectuat pînă la aproximativ 2 / 3 din volumul iniţial al probei. Excesul de H2SO4 se titreaza cu soluţie NaOH 0,1 N pînă la apariţia coloraţiei roz persistente.

Calcul :

X= [(V₁-V₂×f) / V ] ×1,8 ×1000

Unde V = ml proba luată în lucru;

V1 = ml soluţie H2SO4 0,1 N în care s-a cules distilatul;

V2 = ml NaOH 0,1 N utilizată pentru titrarea excesului de H2SO4 ;

f = factorul soluţiei NaOH 01,1 N;

1,8 – titrul solutie de H2SO4 0,1 N
Concentraţia permisă excepţional - 5 mg/ l

5.6. Determinarea nitriţilor

Nitriţii din apă reprezintă o fază de oxidare incompletă a azotului organic. Azotul organic provine din oxidarea necompletă a amoniacului în prezenţa bacteriilor nitrificatoare. Prezenţa lor denotă impurificarea cu materii organice pe cale de descompunere. În acest caz sunt ridicate şi valorile celorlalţi indicatori de poluare – amoniac, oxidabilitate. Nitriţii indică o anumită vechime de impurificare a apei,

deoarece transformarea substanţelor organice în amoniac şi amoniacului în nitriţi necesită timp (zile, săptămâni).Prezenţa nitriţilor fără să fi asociate cu ceilalţi indicatori de impurificare nu denotă neapărat existenţa în apă a meteriilor organice, deoarece uneori nitriţii provin din straturile de sol.

Principiul metodei. Nitriţii din apă, în prezenţa reactivului Griess (amestic de alfanaftilamina şi acid sulfanilic), formează un compus azotic de culoare roşie, a cărui intensitate variază în raport cu cantitatea nitriţilor din apă.

Reactivi necesari:

- alfanaftilamina, soluţie acetică de 0,5 %;

- acid sulfanilic, soluţie acetică de 1,6 %;

- etalon pentru nitriţi preparat din azotit de sodiu (1 ml corespunde cu 0,0005 mg de NO2).

Modul de lucru.

- Determinarea cuprinde prepararea scării etalon şi analiza probei

de apă.

- Prepararea scării-etalon se face după schema din tabelul 5.6:

Tabelul 5.6

Scara calorimetrică de determinarea nitriţilor

Nr. eprubetelor	Soluţie etalon, ml	Apă distilată. ml	Sol. naftalină, ml	Acid sulfanilic, ml	Concentraţia mg NO2/l1
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 1,0 1,5 2,0	10 9,9 9,8 9,7 9,6 9,4 9,0 8,5 8,0	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0 0,005 0,010 0,015 0,020 0,030 0,050 0,075 0,100

Cantitativ, nitriţii pot fi determinaţi colorimetric cu ajutorul spectrofotometrului.

Concentraţia admisibilă este – 0. Concentraţia admisă excepţional constituie – 0,3 mg NO2− / l .
5.7. Determinarea nitraţilor

Condiţiile în care prezenţa nitraţilor coincide cu prezenţa amoniacului şi a nitriţilor şi cu o oxidabilitate crescută indică impurificarea persistentă a apei. În general, concentraţia nitraţilor din sursele de apă subterană este mai mare decât apele de suprafaţă. În ultimul timp s-a constatat o creştere importantă a nitraţilor în ape, datorită folosirii intensive a substanţelor fertilizante în agricultură. În concentraţii mici azotaţii nu au efecte nefavorabile asupra organismului, dar în concentraţii crescute sunt dăunătoare pentru sănătate, având efecte toxice. Determinarea nitraţilor se face prin metoda colorimetrică.

Principiul metodei. Hidrixidul de natriu transformă nitraţii în nitroderivaţi de culoare galbenă, ai căror intensitate este proporţională cu concentraţia nitraţilor.

Reactivi necesari:

- Salicilat de natriu(1ml);

- Acid sulfuric concentrat(1ml)

- Apă distilată(10ml).

- Hidroxid de natriu.

Modul de lucru. Pentru determinarea nitraţilor în proba de apă se iau 10 ml de apă de cercetat. Se adaugă 1 ml Solicilat de natriu.Se pune la baia de aburi pînă la evaporarea completă.Se lasă la rece, apoi se adaugă 1ml de acid sulfuric concentrat , se împrăştie pe pereţii vasului şi se lasă la rece 2-3 min..După aceea se adaugă 10 ml de apă distilată şi 7 ml de hidroxid de natriu(sol. se va colora în galben în dependenţă de cantitatea de nitraţi prezentă).Se lasă timp de 10 min..Se toarnă în chiuvete: 1 chiuvetă cu apă de control, iar a 2 cu apa de cercetat şi determinăm datele necesare cu ajutorul spectrofoto–clorimetru.

Cantitatea de nitraţi se calculează după formula:

X = D × F × 4.5

Unde:D-indicaţia care o primim de la spectrofoto–clorimetru.

F-coefiocientul pe care-l luăm din graficul corespunzător.
Concentraţia admisibilă de nitraţi este 50 mg / l
5.8.Determinarea clorurilor

Clorurile din apă provin fie din straturile de sol, fie în urma poluării de origine umană sau animală. Cantitatea clorurilor care provin din sol variază puţin, pentru aceeaşi regiune, în timp ce clorurile datorate poluării organice prezintă variaţii în funcţie de natură şi intensitatea de impurificare a sursei. O creştere instabilă,

însemnată a conţinutului de cloruri constituie un indice de poluare a apei. În mod frecvent, determinarea clorurilor se face prin metoda Mohr.

Principiul metodei. Clorurile din apă sunt precipitate cu azot de argint, formând clorura de argint insolubilă; în prezenţa indicatorului cromat de potasiu formează cromatul de argint care schimbă culoarea iniţială galbenă a soluţiei în brun-roşcat. Acest viraj indică sfârşitul titrării.

Reactivi necesari:

- soluţie azotat de argint 0,2 N;

- soluţie indicator, cromat de potasiu 10 %

Modul de lucru. Se măsoară 100 ml din apa de cercetat, la care se face neutralizarea (dacă este necesar). Apoi se adaugă 1 ml cromat de potasiu şi se titrează cu azotat de argint până ce culoarea virează de

la galben la brun-roşcat.

Cantitatea de cloruri se calculează după formula:

X= V×K×0,5×1000

Vp

Unde:V-este volumul care a mrs la titrare;

K-coeficient;

Vp-volumul probei de apă cercetată.

Concentraţia admesibilă de cloruri din apă este 250 mg/l
5.9.Determinarea sulfaţilor.

Determinarea sulfiţilor şi sulfaţilor se face global prin trecerea sulfiţilor în sulfaţi prin tratarea probelor de apa (100 ml) cu perhidrol (1 ml). Dozarea acestora s-a facut gravimetric prin precipitarea sulfaţilor sub formă de sulfat de bariu insolubil în mediu acid.

Mod de lucru: Probe a cîte 100 ml apă de analizat au fost tratate cu soluţie HCl 1 N în prezenţa de metil orange pîna la indicarea mediului acid (coloraţie roşie), adăugîndu-se 2 ml HCl exces. După

aceea probele au fost încălzite la fierbere, adaugînd soluţie clorură de bariu 5% fierbinte cu picatura

pană la precipitarea totală a sulfaţilor. După depunerea precipitatului (circa 3 ore pe baia de apă) se controlează dacă precipitarea este completă, prin adăugarea a 2-3 picaturi de BaCl (într-o porţiune de soluţie limpede obţinută după decantare). Dupa 12 ore amestecul a fost filtrat printr-un filtru cantitativ (banda albastra) şi precipitatul a fost spălat cu apa distilată fierbinte pentru îndepărtarea ionilor de clor.

Fliltrul cu precipitatul s-a adus într-un creuzet tarat (masa exactă) şi a fost calcinat la 200 ° C timp de 3 ore.

Dupa racire s-au adaugat cateva picaturi de acid azotic pentru a transforma în sulfat, sulfura provenită din reducerea unei părţi din sulfat de catre carbonul din hartia de filtru. Acidul azotic a fost îndepărtat (prin evaporare) încălzind creuzetul. Apoi creuzetul cu precipitat a fost din nou calcinat.

Calcul:

X=m×0,4015× 1000/V

Unde : 0,4105 reprezintă mg sulfat corespunzatoare la 1 mg sulfat de bariu.

m = masa precipitatului calcinat, în mg.

V = volumul de apa luat pentru analiza, în ml.
5.10. Determinarea florului.

Reactivi necesari:

• 
  Alizarin complex(6,5 ml);
  
• 
  Sol. tampon-acetic(1,5ml);
  
• 
  Lantan(5ml);
  

Mod de lucru: Se ia într-o colbă de 50 ml 25 ml apă de cercetat. Aducem pînă la cotă cu apă distilată. În colbă se adaugă 6,5 ml alizarin complex. Apoi se adaugă 1,5 ml sol. tampon-acetic şi 5 ml lantan. Se pune la întuneric timp de 1 oră. Privim la spectrofoto–clorimetru schimbînd spectrofiltru pînă la 600.
5.11. Determinarea rezidiului fix.
Mod de lucru: Într-o ceaşcă de porţelan, care a fost iniţial cîntărită, se ia 100ml de apă de cercetare .Se pune al baia de aburi pînă la evaporarea completă a apei, se usucă.

Masa rezidiului fix se calculază după formula:

X=M_t-M_c

Unde M_t-masa totală;

M_c-masa iniţială a ceştii.
5.12.Determinarea pH-lui.

pH-ul apei variaza puţin faţă de neutralitate datorită prezenţei CO₂ ,HCO₃^-, CO₃^-2 şi a unor săruri cu hidroliza acidă, respectiv bazică.

pH se măsoară cu ajutorul aparatului numit Ionomer.

5.13.Situaţia epidimiologică a unor fîntîni din or.Ungheni în anul 2011.

Nr. d/r	Anul examină rii	Tipul sursei de apă	Responsabil de sursă	Nr. de case	Indicii calitatii
					Organol eptica	Ph	Amoni ac	Nitriţi	Nitraţi	Duritat e totală	Rezidiu sec	Cloruri	Sulfaţi	Cupru	Fier	Fluo r	Mangan	E. coli	Entero coci
11	08.06	fîntînâ	str. Dănuţeni, 6	31 pers.	turb.8,0	8,4	<0,05	0,009	68,6	20,8	1600	56,0	150,7			0,4		sa depist.	sa depist.
12	08.06	fîntînă	str. Dănuţeni, 11	16 pers.	turb.2,4	8,1	<0,05	0,009	161,6	34,2	2600	104,2	255,5			0,8		sa depist.	sa depist.
13	08.06	fîntînă	str. Dănuţeni, 53	19 pers.	turb.1,4	8,0	<0,05	0,005	167,4	39,3	2000	85,2	227,8			0,6		sa depist.	sa depist.
14	08.06	fîntînă	str. Dănuţeni, 73	24 pers.	turb.4,4	8,5	<0,05	0,01	96,5	24,5	1500	45,1	196,5			0,5		sa depist.	sa depist.
15	08.06	fîntînă	str. Dănuţeni, 64	39 pers.	turb.8,0	8,1	<0,05	0,01	116,6	37,6	1800	58,9	203,7			0,5		sa depist.	sa depist.
16	08.06	fîntînă	str. Dănuţeni, 76	21 pers.	turb.0,7	8,4	<0,05	0,008	131,7	27,8	1700	67,7	179,6			0,4		sa depist.	sa depist.
17	08.06	fîntînă	str. Cocostîrcilor,	29 pers.	turb.0,3	7,8	<0,05	0,003	118,6	35,9	1600	67,9	141,1			0,4		sa depist.	sa depist.
18	08.06	fîntînă	str. Cocostîrcilor,	18 pers.	turb.1,9	7,9	<0,05	0,003	113,9	31,3	1700	67,7	143,5			0,3		sa depist.	sa depist.
19	08.06	fîntînă	str. Cocostîrcilor,	37 pers.	turb.2,2	8,0	<0,05	0,02	58,9		1700	74,5	148,3			0,3		sa depist.	sa depist.
20	08.06	fîntînă	str. Izvoarelor, 4	19 pers.	turb.2,5	8,1	<0,05	0,003	94,9		1900	74,5	249,5			0,4		sa depist.	sa depist.
21	05.07	izvor la stînga de pod	Ungheni Vale		turb.1,0	7,7	<0,05	0,01	161,8		1700	124,1	167,6			0,5		sa depist.	abs.
22	05.07	izvor la dreapta de pod	Ungheni Vale		turb.4,5	7,7	<0,05	0,01	92,6		1600	143,6	131,4			0,5		sa depist.	sa depist.
23	05.07	izvor sub pod	Ungheni Vale		turb.0,4	8,0	<0,05	0,02	71,7		1100	78,7	143,5			0,6		sa depist.	sa depist.
24	05.07	izvor	Bereşti, nr. 1		turb.0,8	8,0	<0,05	0,01	89,1		1000	53,5	90,5			0,6		sa depist.	abs.
25	05.07	izvor	Bereşti, nr. 2		turb.0,7	7,6	<0,05	0,01	45,3		1500	62,1	102,5			0,4		sa depist.	sa depist.
26	19.07	fîntînă	strŞtefan celMare130		turb.1,1	8,0	<0,05	0,004	76,7		1900	42,8	178,4			0,9		sa depist.	abs.

6.Concluzii.

Poluarea este o modificare a proprietăţilor fizice, chimice şi biologice ale apei, restrângând posibilităţile de folosire a apei subterane, făcând-o neutilizabilă. Poluarea apei subterane este asociată unei multitudini de aspecte neplăcute cum ar fi gustul, mirosul, culoarea, duritatea, existenţa unor organisme patogene sau a unor substanţe toxice, explozive sau inflamabile.

Pentru a realiza o analiză fizico-chimică a apei din fîntînă este nevoie de parcurgerea a mai multor etape.

Rezultatele investigaţiilor făcute asupra apelor unor fîntîni a oraşului, la Centrul Sănătăţii Publice al or.Ungheni, a demonstrat gradul înalt de poluare îndeosebi cantitatea de nitraţi mărită, care se răsfrînge negativ asupra consumatorilor sursei date de apă şi a atestat că acesată apă nu este potrivită pentru consum.

7.Bibliografia:

1. 
   www.hydrop.pub.ro
   
2. 
   www.utm.md
   
3. 
   Centrul Sănătate Publică din or.Ungheni