سختی آب چیست؟
شما هم حتما بار ها و بار ها با کلمه سختی آب مواجه شده اید. وقتی یک نمونه آب حاوی ترکیبات منیزیم و کلسیم باشد؛ گفته می شود که آب سخت است. در چنین آبی، صابون به خوبی کف نمی کند. وجود چنین یون هایی در مقدار های کم اشکالی ایجاد نمی کند؛ اما اگر مقدارشان زیاد شود؛ علاوه بر تاثیر بر سلامتی افراد، همچنین باعث ایجاد خوردگی و یا ایجاد رسوبات سنگین در تاسیسات می شود. این رسوب و یا خوردگی های جزئی در دراز مدت باعث خرابی تاسیسات شده و می تواند خسارات زیادی را تحمیل کند.
سختی به دو نوع سختی دائم و سختی موقت تعریف می شود. سختی موقت برای یون هایی است که می توان با روش های ساده ای مثل جوشاندن آب و… آن ها را حذف کرد. این مواد نمک های بی کربنات منیزیم و کلسیم هستند که با حرارت دادن به کربنات ها تبدیل شده و در ته ظرف رسوب می کند.
سختی دائم بخاطر وجود ترکیباتی ایجاد می شود که به روش های ساده قابل حذف کردن نیستند. مثلا یک سری ترکیبات نیترات، کربنات و… وجود دارد که نمی توان به روش حرارت دهی و امثال آن، آن ها را حذف کرد. برای از بین بردن این ترکیبات باید به سراغ روش های شیمیایی و یا روش های فیلتراسیون بسیار قوی مثل اسمز معکوس های پیشرفته رفت.
به مجموع سختی موقت و سختی دائم، سختی کل گفته می شود. ما می توانیم سختی کل را به روش های مختلفی اندازه گیری گیری کنیم که یکی از آن ها، روش تیتراسیون با EDTA است. در این مقاله به شرح این آزمایش پرداخته و به طور کامل درباره آن صحبت می کنیم.
وسایل و مواد مورد نیاز برای اندازه گیری سختی آب
پیپت حباب دار 100 میلی لیتری، ارلن 250 میلی لیتری، بورت 50 میلی لیتری، بشر 500 میلی لیتری، پودر EDTA دو سدیمی، بافر آمونیاک آمونیوم کلرید (بافر pH=10)، شناساگر اریوکروم بلک، تیرازول نیکل 0.01 مولار، آمونیاک غلیظ، شناساگر مورکسید.
روش انجام آزمایش
1_ 500 میلی لیتر محلول EDTA دو سدیمی را به روش زیر استاندارد می کنیم.
10 میلی لیتر از تیرازول نیکل را درون ارلن بریزید و سپس 1 میلی لیتر آمونیاک غلیظ را به آن بیفزایید. در این حالت محلولی به رنگ آبی ملایم ایجاد می شود. به محلول حاضر به اندازه یک نوک اسپاتول (مقدار خیلی کم) شناساگر مورکسید اضافه کنید و آن را هم بزنید. در این حالت باید رنگ محلول به قرمز مایل به قهوه ای تغییر کند.
محلول حاضر را با محلول EDTA دو سدیمی که ساخته اید تیتر کنید تا رنگ محلول ابتدا به زرشکی و سپس به بنفش تغییر رنگ دهد. ظهور رنگ بنفش به معنی پایان تیتراسیون است. برای اطمینان از درستی تیتراسیون، این کار را دو بار انجام داده و نتیجه آن ها میانگین بگیرید.
2_ تیتراسیون برای سنج سختی
100 میلی لیتر از نمونه آبی که می خواهید سختی آن را محاسبه کنید برداشته و به درون ارلن تمیز بریزید. سپس 4 میلی لیتر بافر آمونیاکی (بافر pH=10) را به آن اضافه کرده و خوب هم بزنید. با استفاده از یک اسپاتول خشک و تمیز، یک نوک اسپاتول از شناساگر اریو کروم بلک را به آن اضافه کنید و خوب هم بزنید تا حل شود. در این حالت، باید رنگ محلول به رنگ قرمز متمایل به بنفش تبدیل شده باشد.
حال محلول EDTA را به درون بورت ریخته و تیتراسیون را تا رسیدن به رنگ آبی ادامه دهید (به تصویر زیر توجه کنید). این تیتراسیون را دو بار انجام دهید و از آن ها میانگین بگیرید و در محاسبات تان استفاده کنید. این رابطه سختی کل را بر حسب ppm نشان می دهد.
v: حجم EDTA مصرفی
M: مولاریته EDTA مصرفی
ml: حجم آب نمونه
با استفاده از جدول زیر می توانید بدانید که سختی آب شما در چه حدی است.
