2) слабокислой
3) щелочной (+)
4) нейтральной
Определение общей жёсткости воды комплексонометрическим методом проводят в щелочной буферной среде, обычно при pH около 10, создаваемой аммиачно-аммонийным буфером. В этих условиях ионы кальция и магния количественно взаимодействуют с комплексоном III (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты, ЭДТА) с образованием устойчивых растворимых комплексов состава 1:1. Повышение pH способствует связыванию катионов металлов и обеспечивает необходимую условную устойчивость комплексных соединений.
В качестве индикатора применяют эриохром чёрный Т: до точки эквивалентности он образует с ионами кальция и магния винно-красный комплекс, а после связывания металлов ЭДТА окраска раствора изменяется на синюю. Щелочная среда обеспечивает чёткий переход окраски и тем самым повышает точность фиксации конечной точки титрования. Сильнокислая среда, напротив, протонирует ЭДТА и снижает её способность координировать катионы, а чрезмерно щелочная среда может вызвать осаждение магния в виде гидроксида и привести к занижению общей жёсткости.
| Условие или этап анализа | Характеристика | Практическое значение |
|---|---|---|
| Определяемый показатель | Общая жёсткость воды | Суммарное содержание ионов Ca2+ и Mg2+, способных связываться с ЭДТА |
| Рабочая среда | Слабощелочная, pH около 10 | Обеспечивает оптимальное комплексообразование и чёткую смену окраски индикатора |
| Буферная система | Аммиачно-аммонийный буфер | Поддерживает постоянное значение pH во время титрования |
| Титрант | Комплексон III, или ЭДТА | Связывает Ca2+ и Mg2+ в устойчивые растворимые комплексы в соотношении 1:1 |
| Индикатор | Эриохром чёрный Т | Фиксирует наличие свободных ионов жёсткости и изменение их состояния после добавления ЭДТА |
| Конечная точка | Переход винно-красной окраски в синюю | Свидетельствует о практически полном связывании ионов кальция и магния комплексоном |
| Недопустимо низкий pH | Сильнокислая среда | ЭДТА протонируется, устойчивость комплексов уменьшается, а титрование становится менее точным |
| Риск чрезмерного повышения pH | Осаждение Mg(OH)2 и карбонатов жёсткости | Часть катионов выпадает из раствора и результат определения общей жёсткости занижается |
Щелочная среда является принципиально важным условием именно для совместного определения кальция и магния. Для раздельного определения кальция могут применять более высокий pH, при котором магний осаждается, однако такой режим не подходит для оценки общей жёсткости. Поэтому в стандартном анализе используют контролируемую, а не произвольно сильную щёлочность. Правильный выбор pH обеспечивает воспроизводимость результата и достоверную оценку минерализации воды по катионам жёсткости.Учебный курс: тесты с ответами по СГЛИ.