1

Σκληρότητα νερού

Μόνιμη και παροδική σκληρότητα

Τι περιέχει το νερό της βροχήςΠοιο είναι συνήθως το pH του βρόχινου νερού ΓιατίΤι περιέχει το νερό του εδάφους

Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Clndash SO42ndash HCO3

ndash

Πότε το νερό χαρακτηρίζεται ως σκληρό

Προέλευση των ιόντων Ca2+ Mg2+ και ΗCΟ3ndash (διάλυση

ασβεστολίθου και δολομίτη)

CaCO3(s) + H2O( ) + CO2(aq) Ca2+(aq) + 2HCO3ndash(aq)

Ποια σκληρότητα ονομάζουμε παροδική∆2+ ndashΜ (aq) + 2HCO3 (aq) rarr MCO3(s) + H2O( ) + CO2(g)

Μ = Ca Mg

2

Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης

Τέτοια σπήλαιασχηματίζονται από τη δράσηόξινου υπόγειου νερού πάνωσε ασβεστολιθικά πετρώματα Οι παγόμορφοι κρυσταλλικοίσχηματισμοί (σταλακτίτες καισταλαγμίτες) μέσα στασπήλαια δημιουργούνται απότην επανακαθίζησηανθρακικού ασβεστίου καθώςτο διοξείδιο του άνθρακα τουδιαλύματος διαφεύγει στονπεριβάλλοντα αέρα

CaCO3(s) + H2O( ) + CO2(aq) Ca2+(aq) + 2HCO3ndash(aq)

Αρχή Le Chatelier

Ασβεστολιθικό σπήλαιο

3

Σκληρότητα νερού

Ποια σκληρότητα ονομάζουμε μόνιμη πού οφείλεται αυτήSO4

2ndash CaSO4 MgSO4 (ευδιάλυτα)Τι είναι η ολική σκληρότητα του νερού

Ποιες είναι οι κλίμακες σκληρότητας1 γερμανικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaO100 mL νερού1 γαλλικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaCO3 100 mL νερού1 αμερικανικός βαθμός σκληρότητας =

1 mg CaCO31000 mL νερού (ppm CaCO3)Γιατί το σκληρό νερό είναι ακατάλληλο για πλύσιμο μεσαπούνι

Ca2+(aq) + 2C17H35COOndash(aq) rarr Ca(C17H35COO)2(s)(στεατικό ασβέστιο)

Τι είναι ο λεβητόλιθοςCaCO3 + MgCO3

4

Αποσκλήρυνση του νερούΜερική αποσκλήρυνσηΒρασμόςΠροσθήκη Ca(OH)2 και Na2CO3 (σόδα) rArr καθίζηση MCO3(s)Ζεόλιθοι (αργιλιοπυριτικά άλατα νατρίου)

Τετράεδρα SiO4 και AlO4συνδέονται μεταξύ τους κατάτρόπο που σχηματίζονταισήραγγες Από αυτές μπορούν ναδιέλθουν μόνο μικρά μόρια (δράσηως μοριακά κόσκινα) Περνώνταςτο σκληρό νερό τα ιόντα Na+ τουζεόλιθου αντικαθίστανται απόιόντα Ca2+ Mg2+ Αναγέννησηζεόλιθου με κορεσμένο διάλυμαNaCl

Φυσικός ζεόλιθος

5

Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθειαιονανταλλακτικών ρητινών

δέσμευσηανιόντων

απιοντισμένονερό

κατιοναν

ταλλάκ

της ανιονανταλλάκτης

νερό που περιέχει νερό που περιέχειNa+ Ca2+ Clndash SO4

2ndash H+ Clndash SO42ndash

δέσμευσημεταλλο-κατιόντων

Συνθετικές ρητίνες

Με όξινες ομάδες = κατιονανταλλάκτεςNa+ Ca2+ Mg2+ rArr H+

2RndashΗ+ + Ca2+

R2Ca + 2H+

Με βασικές ομάδες= ανιονανταλλάκτεςClndash SO4

2ndash rArr OHndash

R+OHndash + ClndashRCl + OHndash

Στην έξοδοH+ + OHndash rarr H2O

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

2

Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης

Τέτοια σπήλαιασχηματίζονται από τη δράσηόξινου υπόγειου νερού πάνωσε ασβεστολιθικά πετρώματα Οι παγόμορφοι κρυσταλλικοίσχηματισμοί (σταλακτίτες καισταλαγμίτες) μέσα στασπήλαια δημιουργούνται απότην επανακαθίζησηανθρακικού ασβεστίου καθώςτο διοξείδιο του άνθρακα τουδιαλύματος διαφεύγει στονπεριβάλλοντα αέρα

CaCO3(s) + H2O( ) + CO2(aq) Ca2+(aq) + 2HCO3ndash(aq)

Αρχή Le Chatelier

Ασβεστολιθικό σπήλαιο

3

Σκληρότητα νερού

Ποια σκληρότητα ονομάζουμε μόνιμη πού οφείλεται αυτήSO4

2ndash CaSO4 MgSO4 (ευδιάλυτα)Τι είναι η ολική σκληρότητα του νερού

Ποιες είναι οι κλίμακες σκληρότητας1 γερμανικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaO100 mL νερού1 γαλλικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaCO3 100 mL νερού1 αμερικανικός βαθμός σκληρότητας =

1 mg CaCO31000 mL νερού (ppm CaCO3)Γιατί το σκληρό νερό είναι ακατάλληλο για πλύσιμο μεσαπούνι

Ca2+(aq) + 2C17H35COOndash(aq) rarr Ca(C17H35COO)2(s)(στεατικό ασβέστιο)

Τι είναι ο λεβητόλιθοςCaCO3 + MgCO3

4

Αποσκλήρυνση του νερούΜερική αποσκλήρυνσηΒρασμόςΠροσθήκη Ca(OH)2 και Na2CO3 (σόδα) rArr καθίζηση MCO3(s)Ζεόλιθοι (αργιλιοπυριτικά άλατα νατρίου)

Τετράεδρα SiO4 και AlO4συνδέονται μεταξύ τους κατάτρόπο που σχηματίζονταισήραγγες Από αυτές μπορούν ναδιέλθουν μόνο μικρά μόρια (δράσηως μοριακά κόσκινα) Περνώνταςτο σκληρό νερό τα ιόντα Na+ τουζεόλιθου αντικαθίστανται απόιόντα Ca2+ Mg2+ Αναγέννησηζεόλιθου με κορεσμένο διάλυμαNaCl

Φυσικός ζεόλιθος

5

Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθειαιονανταλλακτικών ρητινών

δέσμευσηανιόντων

απιοντισμένονερό

κατιοναν

ταλλάκ

της ανιονανταλλάκτης

νερό που περιέχει νερό που περιέχειNa+ Ca2+ Clndash SO4

2ndash H+ Clndash SO42ndash

δέσμευσημεταλλο-κατιόντων

Συνθετικές ρητίνες

Με όξινες ομάδες = κατιονανταλλάκτεςNa+ Ca2+ Mg2+ rArr H+

2RndashΗ+ + Ca2+

R2Ca + 2H+

Με βασικές ομάδες= ανιονανταλλάκτεςClndash SO4

2ndash rArr OHndash

R+OHndash + ClndashRCl + OHndash

Στην έξοδοH+ + OHndash rarr H2O

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

3

Σκληρότητα νερού

Ποια σκληρότητα ονομάζουμε μόνιμη πού οφείλεται αυτήSO4

2ndash CaSO4 MgSO4 (ευδιάλυτα)Τι είναι η ολική σκληρότητα του νερού

Ποιες είναι οι κλίμακες σκληρότητας1 γερμανικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaO100 mL νερού1 γαλλικός βαθμός σκληρότητας = 1 mg CaCO3 100 mL νερού1 αμερικανικός βαθμός σκληρότητας =

1 mg CaCO31000 mL νερού (ppm CaCO3)Γιατί το σκληρό νερό είναι ακατάλληλο για πλύσιμο μεσαπούνι

Ca2+(aq) + 2C17H35COOndash(aq) rarr Ca(C17H35COO)2(s)(στεατικό ασβέστιο)

Τι είναι ο λεβητόλιθοςCaCO3 + MgCO3

4

Αποσκλήρυνση του νερούΜερική αποσκλήρυνσηΒρασμόςΠροσθήκη Ca(OH)2 και Na2CO3 (σόδα) rArr καθίζηση MCO3(s)Ζεόλιθοι (αργιλιοπυριτικά άλατα νατρίου)

Τετράεδρα SiO4 και AlO4συνδέονται μεταξύ τους κατάτρόπο που σχηματίζονταισήραγγες Από αυτές μπορούν ναδιέλθουν μόνο μικρά μόρια (δράσηως μοριακά κόσκινα) Περνώνταςτο σκληρό νερό τα ιόντα Na+ τουζεόλιθου αντικαθίστανται απόιόντα Ca2+ Mg2+ Αναγέννησηζεόλιθου με κορεσμένο διάλυμαNaCl

Φυσικός ζεόλιθος

5

Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθειαιονανταλλακτικών ρητινών

δέσμευσηανιόντων

απιοντισμένονερό

κατιοναν

ταλλάκ

της ανιονανταλλάκτης

νερό που περιέχει νερό που περιέχειNa+ Ca2+ Clndash SO4

2ndash H+ Clndash SO42ndash

δέσμευσημεταλλο-κατιόντων

Συνθετικές ρητίνες

Με όξινες ομάδες = κατιονανταλλάκτεςNa+ Ca2+ Mg2+ rArr H+

2RndashΗ+ + Ca2+

R2Ca + 2H+

Με βασικές ομάδες= ανιονανταλλάκτεςClndash SO4

2ndash rArr OHndash

R+OHndash + ClndashRCl + OHndash

Στην έξοδοH+ + OHndash rarr H2O

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

4

Αποσκλήρυνση του νερούΜερική αποσκλήρυνσηΒρασμόςΠροσθήκη Ca(OH)2 και Na2CO3 (σόδα) rArr καθίζηση MCO3(s)Ζεόλιθοι (αργιλιοπυριτικά άλατα νατρίου)

Τετράεδρα SiO4 και AlO4συνδέονται μεταξύ τους κατάτρόπο που σχηματίζονταισήραγγες Από αυτές μπορούν ναδιέλθουν μόνο μικρά μόρια (δράσηως μοριακά κόσκινα) Περνώνταςτο σκληρό νερό τα ιόντα Na+ τουζεόλιθου αντικαθίστανται απόιόντα Ca2+ Mg2+ Αναγέννησηζεόλιθου με κορεσμένο διάλυμαNaCl

Φυσικός ζεόλιθος

5

Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθειαιονανταλλακτικών ρητινών

δέσμευσηανιόντων

απιοντισμένονερό

κατιοναν

ταλλάκ

της ανιονανταλλάκτης

νερό που περιέχει νερό που περιέχειNa+ Ca2+ Clndash SO4

2ndash H+ Clndash SO42ndash

δέσμευσημεταλλο-κατιόντων

Συνθετικές ρητίνες

Με όξινες ομάδες = κατιονανταλλάκτεςNa+ Ca2+ Mg2+ rArr H+

2RndashΗ+ + Ca2+

R2Ca + 2H+

Με βασικές ομάδες= ανιονανταλλάκτεςClndash SO4

2ndash rArr OHndash

R+OHndash + ClndashRCl + OHndash

Στην έξοδοH+ + OHndash rarr H2O

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

5

Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθειαιονανταλλακτικών ρητινών

δέσμευσηανιόντων

απιοντισμένονερό

κατιοναν

ταλλάκ

της ανιονανταλλάκτης

νερό που περιέχει νερό που περιέχειNa+ Ca2+ Clndash SO4

2ndash H+ Clndash SO42ndash

δέσμευσημεταλλο-κατιόντων

Συνθετικές ρητίνες

Με όξινες ομάδες = κατιονανταλλάκτεςNa+ Ca2+ Mg2+ rArr H+

2RndashΗ+ + Ca2+

R2Ca + 2H+

Με βασικές ομάδες= ανιονανταλλάκτεςClndash SO4

2ndash rArr OHndash

R+OHndash + ClndashRCl + OHndash

Στην έξοδοH+ + OHndash rarr H2O

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

6

Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός τηςσκληρότητας του νερού

Συμπλοκομετρικές ογκομετρήσεις ndash Χηλικά αντιδραστήρια

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό ανιόν EDTA4ndash (εξαδοντικός L)EDTA4ndash συμβολικά

Οξαλικό ιόν ο-Φαινανθρολίνη Ανθρακικό ιόν ∆ιπυριδίνη∆ιδοντικοί υποκαταστάτες

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

7

∆ομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA

EDTA ή Η4ΥNa2H2Ysdot2H2O

Ιόντα Υ4ndash ΗΥ3ndash Η2Υ2ndash Η3Υndash

Σε αλκαλικόπεριβάλλον Υ4ndash ΗΥ3ndash

Σύμπλοκα EDTA Μ1 1 ανεξάρτητα απότο φορτίο του Μ

Ag+ + Υ4ndash rarr AgΥ3ndash

Al3+ + Υ4ndash rarr AlΥndash

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

8

Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA

Ογκομέτρηση σεpH = 10

Μεταλλικός δείκτηςEriochrome Black T(Erio T) H3In

Σε pH = 10 rArr ΗIn2ndash

(ανοικτόγαλάζιο)

2HY3ndash + Ca2+ + Mg2+ rarr [CaY]2ndash + [MgY]2ndash + 2H+

HY3ndash + [MgInndash] rarr [MgY]2ndash + [HIn]2ndash

οινέρυθρο ανοικτό γαλάζιο

rArr

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

9

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικήςσκληρότητας του νερού

Όργανα Προχοΐδα σιφώνιο 50 mL ευρύλαιμες κωνικές φιάλες250 mL ογκομετρικός κύλινδρος 10 mL Χημικά Πρότυπο διάλυμα EDTA 001 Μ ρυθμιστικό διάλυμα NH3 ndashNH4Cl pH = 10 διάλυμα δείκτη Erio T 05 mV σε αιθανόληΠορεία1 Μεταφέρετε με σιφώνιο 500 mL νερού της βρύσης σε κωνικήφιάλη και προσθέστε 2 mL ρδ και 4-5 σταγόνες δείκτη 2 Γεμίστε την προχοΐδα με πρότυπο διάλυμα EDTA καιογκομετρήστε το δείγμα του νερού μέχρις αλλαγής του χρώματοςαπό οινέρυθρο σε μπλε3 Ογκομετρήστε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο δύο ακόμη δείγματανερού των 500 mL4 Υπολογίστε τη σκληρότητα του νερού σε γερμανικούς βαθμούςσκληρότητας και σε ppm CaCO3

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

10

Πειραματικά αποτελέσματα

Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού

HY3ndash + Ca2+ rarr [CaY]2ndash

moles EDTA = moles Ca2+ rArr Μ1 times V1 = Μ2 times V2

Μ1 = 00100 M V1 = 180 mL Μ2 = V2 = 500 mL

1 mol CaCO3 = 100 g CaCO3 rArr

00036 mol L CaCO3 = 0036 g CaCO3 1000 mL νερού= 360 mg CaCO31000 mL = 360 αμερικανικοί βαθμοί

= 36 mg CaCO3100 mL = 36 γαλλικοί βαθμοί

CaOCaCO3 = 56100 rArr 36 times 56100 = 20 γερμανικοί βαθμοί

1 12

2

0018 L 00100 molL 00036 molL0050 L

V MMV

times= = =

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

11

Άσκηση 1Το νερό ανάλογα με τη σκληρότητά του χαρακτηρίζεται ωςμαλακό μέτρια σκληρό κλπ Συγκεκριμένα με βάση τηγερμανική κλίμακα σκληρότητας (dH) ισχύει

Νερό μαλακό dH lt 7o νερό μέτρια σκληρό dH = 7 ndash 14o

Νερό σκληρό dH = 14 ndash 21o νερό πολύ σκληρό dH gt 21o

Σε ποια κατηγορία ανήκει το νερό που εξετάσατε (Πείραμα 59)

Για 50 mL νερού ξοδεύονται περίπου 20 mL EDTA 001 Μ

Άρα για τα 100 mL νερού απαιτούνται 40 mL EDTA

1 mL EDTA 001 Μ περιέχει 001 mmol EDTA που αντιδρά με 001 mmol CaO (= 001 times 56 mg CaO = 056 mg CaO) 100 mL νερού rArr

1 mL EDTA 001 M αντιστοιχεί σε 056 dHrArr 40 mL EDTA αντιστοιχούν σε 40 times 056 = 224 dHrArr πολύ σκληρό νερό

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

12

Άσκηση 2

(α) Ποια σύμπλοκα ιόντα του Ca2+ και Mg2+ υπάρχουν συνολικάστο ογκομετρούμενο δείγμα νερού πριν από το τελικό σημείο(β) Κατατάξετε αυτά τα σύμπλοκα ιόντα κατά σειράελαττούμενης σταθερότητας

[CaY]2ndash gt [MgY]2ndash gt [MgIn]ndash gt [CaIn]ndash

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

13

Άσκηση 3

Εάν ένα δείγμα νερού περιέχει μόνο ιόντα Ca2+ ή γενικά ησυγκέντρωση των ιόντων Mg2+ είναι πολύ μικρή σε σύγκριση μεεκείνη των ιόντων Ca2+ ο προσδιορισμός της σκληρότητας δενμπορεί να γίνει κάτω από τις συνθήκες του Πειράματος 59 Γιατί Ποια τροποποίηση της μεθόδου είναι αναγκαία

Σταθερές σχηματισμού Κ[CaIn]ndash = 62 times 103 lt Κ[MgIn]ndash = 22 times 105

Το 62 times 103 μικρή σχετικά τιμή rArr η χρωματική αλλαγή γίνεταιαργά και πριν από το ΙΣ

ΤροποποίησηΠροστίθεται μικρή ποσότητα ιόντων Mg2+ (πχ MgCl26H2O) οπότε η χρωματική αλλαγή γίνεται απότομα (ποσότητα EDTA ισοδύναμη προς το προστιθέμενο μαγνήσιο αφαιρείται από τοσυνολικά καταναλωθέν EDTA)

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

14

Άσκηση 4

Γιατί η ογκομέτρηση (Πείραμα 59) γίνεται σε pH = 10

Σε pH gt 10 rArr Mg2+(aq) + 2 OHndash(aq) rarr Mg(OH)2(s)

Σε pH lt 10 δεν παρατηρείται σαφής αλλαγή χρώματος στοτελικό σημείο διότι ο δείκτης υπάρχει και υπό την ερυθράμορφή H2Inndash

(το ποσοστό σε H2Inndash αυξάνεται καθώς το pH ελαττώνεται)

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

15

Άσκηση 5

Γιατί τα διαλύματα EDTA πρέπει να φυλάγονται σε φιάλες απόπολυαιθυλένιο και όχι από γυαλί

Για αποφυγή μολύνσεως επειδή το EDTA προσβάλλει το γυαλί

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

16

Άσκηση 6

(α) Ποια είναι τα κύρια συστατικά του σκληρού νερού(β) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και μόνιμηςσκληρότητας(γ) Γιατί το σαπούνι δεν αφρίζει με πολύ σκληρό νερό(δ) Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας μιας ιοντοανταλλακτικήςρητίνης

Βλ σελίδα 250-253

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

17

Άσκηση 7

Ένα δείγμα 1000 mL σκληρού νερού περνά από στήληκατιονανταλλακτικής ρητίνης του γενικού τύπου Η2R Τοεξερχόμενο από τη στήλη νερό απαιτεί για την ογκομέτρησή του1517 mL NaOH(aq) 00265 Μ Ποια είναι η σκληρότητα του νερούσε γερμανικούς βαθμούς

H2R + M2+ rarr MR + 2 H+ (1)

mmol H+ = mmol NaOH= (1517 mL NaOH)(00265 mmol OHndash) mL NaOH= 0402 mmol

(1) rArr mmol Ca2+ = (0402 mmol H+) 2 = 0201

(0201 mmol Ca2+)(5608 mg CaO mmol Ca2+) = 1127 mg CaO

rArr 1127 dH

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8

18

Το νερό μιας λίμνης περιέχει 15 times 10ndash3 g L CaSO4 Πόσα kgNa2CO3 απαιτούνται για την αποσκλήρυνση 1000 m3 νερού

CaSO4(aq) + Na2CO3(aq) rarr CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

1361 g 1060 g

Για τα 15 times 10ndash3 g L CaSO4 απαιτούνται

rArr [(12 times 10ndash3 g Na2CO3) L] times 106 L = 12 times 103 g = 12 kg Na2CO3

Άσκηση 8

332 3 4

2 34

1060 g Na CO (15 10 ) g CaSO L12 10 g Na CO L

1361 g CaSO

minusminustimes

= times

• Σκληρότητα νερού
• Σταλακτίτες και σταλαγμίτεςΈνα θαύμα της φύσης
• Σκληρότητα νερού
• Αποσκλήρυνση του νερού
• Παρασκευή απιοντισμένου νερού με τη βοήθεια ιονανταλλακτικών ρητινών
• Συμπλοκομετρικός προσδιορισμός της σκληρότητας του νερού
• Δομή χηλικού συμπλόκου μετάλλου ndash EDTA
• Ογκομέτρηση νερού (ιόντα Ca2+ και Mg2+) με EDTA
• Πείραμα 59 Προσδιορισμός της ολικής σκληρότητας του νερού
• Πειραματικά αποτελέσματα
• Άσκηση 1
• Άσκηση 2
• Άσκηση 3
• Άσκηση 4
• Άσκηση 5
• Άσκηση 6
• Άσκηση 7
• Άσκηση 8