Б) определение гидратной щелочности воды

Содержание гидратной щелочности в умягченной воде рассчитывается следующим образом:

рОН=рКώ - рН; (10)

-l_gОН-1gf₁ = рК_ώ – рН (11)

l_gОН= рН - рК_ώ - 1gf₁ (12)

В этих выражениях рК_ώ — ионное произведение воды, приведенное в табл. 1. Величина f ₁ представляет коэффици­ент активности одновалентных ионов. Численные значения f для одно-, двух- и трехвалентных ионов приведены в табл. 3, в табл. 4 даются значения логарифмов коэффициен­тов активности для одно- и двухвалентных ионов.

Таблица 3

Приближенные значения коэффициентов активности

Таблица 4

Значения логарифмов коэффициентов активности

Коэффициенты активности при μ < 0, 005 с достаточной точностью могут быть вычислены по формуле:

lgf=-0.5z (13)

где z — валентность соответствующего иона.

Подставляя данные из таблиц в формулу (12) (при t°=20°С и P=1040, 25 мг/л),

Получаем:

1g(ОН) = 11, 25-14, 07+0, 065= -2, 755

и

[ОH^-] = 10^{-2, 755} = 0, 00176 г-моль/л = 1, 76 мг-моль/л

Один мг-моль ОН^- равен 17 мг, тогда гидратная щелоч­ность будет

Щ_г= =29, 92 мг/л, пли 1, 76 мг-экв/л;

в) определение содержания ионов [Са²⁺]

Концентрация ионов кальция вычисляется по формуле

рНS = рК2-рL[СаС03]-1е [Са2+] – 1g[Щ] +2, 5 +7, 6, (14)

где рН_S — величина рН, отвечающая равновесному насыще­нию раствора карбонатом кальция.

В данной формуле щелочность выражена в мг-экв/л и концентрация ионов Са²⁺— в мг/л.

Решая (14) относительно [Са²⁺], будем иметь

1g[Са²⁺]=pК₂-рН_н —рLСаСОз —1g[Щ] +2, 5 +7, 6, мг/л. (15)

Принимая рН_н = рН_S+ рН=11, 25, щелочность 1, 2 мг-экв/л, рК₂ = 10, 38 (табл. 6), рL[СаСО₃]=8, 28 (табл. 5 ), μ = 0, 014, и подставляя в формулу (15), получим

lg[Са²+] = 10, 38—11, 25—8, 28 — 1g1, 2+2, 5 +7, 6= -1, 33.

[Са²⁺] = 10^{-1, 33}=0, 046 мг/л, или =0, 0023 мг-экв/л;