(Opinpolku 2.) Vichyveden Ca-pitoisuus, pH ja sähkönjohtokyky ennen ja jälkeen tislauksen.

Tämän opinpolku-tehtävän tarkoitus on päästä harjoittelemaan yksikköprosessia nimeltään tislaus. Tislaus tarkoittaa kahden aineen erottamista kiehumispisteen perusteella. Tislausta käytetään nesteiden erottamisesta toisistaan, kun niiden kiehumispisteet eroavat toisistaan tarpeeksi. Lämpöherkät tai korkealla kiehuvat aineet tislataan alipaineessa.Tislausta käytetään rutiinina myös liuottimien ja reagenssien puhdistamisessa. Tislaamista käytetään esimerkiksi öljyteollisuudessa.

Happamuus eli pH kertoo eri aineiden happamuuden asteikolla 0-14 jossa 1 on todella hapan (akkuhappo) ja 13,5 on vahvasti emäs (lipeä).

Sähkönjohtokyky eli elektrolyyttipitoisuus kertoo kuinka paljon vesiliuoksessa on sähköisesti varautuneita ioneja joiden määrä vaikuttaa nesteen sähkönjohtavuuteen.

Työn tavoitteena on selvittää tislauksen vaikutusta vedenpuhdistus menetelmänä kalsiumia (Ca) sisältävän vichy-veden ominaisuuksiin. Kalsium analysoidaan kompleksomertisella titrauksella jota voidaan käyttää myös pohja-,pinta- ja juomaveden kalsiumpitoisuutta kun näytteen kalsiumpitoisuus on välillä 2-150 mg/L eli 0.05-3.75 mmol/L.

Vaihe 1:  Ca-määritys titraamalla.

Ennen työn varsinaista aloitusta, valmistimme 2M NaOH-liuoksen ja 0.01M EDTA- liuoksen joita käytämme työssä.

NaOH:in punnitus

NaOH:in liuotus veteen dekantterilasissa.

EDTA-liuoksen valmistus mittapulloon.

Työn ensimmäisessä vaiheessa poistamme vichy-vedestä hiilihapot ultraääni-hauteella. Kun kuplia ei enään muodostu, pipetoimme 250ml erlenmeyer-kolviin 50 millilitraa näytettä joka sisälti pullon etiketin mukaan 28 mg/L kalsiumia. Otettuun näytteeseen lisättiin 2ml valmistamaamme 2M NaOH liuosta ja pienen hetken kuluttua n. 0.2g indikaattoriseosta. Sekoitimme näytteen ja titrasimme sen heti.

Ultraäänihaude jolla poistimme hiilihapot.

Näytteen pipetointi erlenmeyeriin.

Kalkonkarboksyylihapon punnitus.

Titrausvaihe.

Titrauksen ekvivalenttipiste on saavutettu, liuoksen väri muuttuu violetista puhtaan siniseksi (en muistanut ottaa fotoa). Ca-pitoisuuden pystyy lakemaan kaavalla: X= 40.08 * a * c * (1000/v), missä:

X = näytteen Ca-pitoisuus. (mg/L)

40.08 = Kalsiumin atomipaino (g/mol)

a = titrauksen EDTA- kulutus (ml)

c = EDTA- liuoksen konsentraatio

V= Alkuperäinen näytetilavuus (ml)

Vaihe 2: Vichyn tislaaminen.

Työn toisessa vaiheessa meidän piti tislata hiilihapotonta vichy-vettä noin 70 ml ja mitata tisleestä Ca-pitoisuus sekä pH- ja johtokyky arvot. Rakensimme tislauslaitteiston johon kuuluu lämpömittari, jäähdytin (tislaussilta), linnunpesähaude, 2 laboratorionostinta ja letkut vettä varten.

Tislauslaitteisto

Kun vichy-vesi oli tislattu yllä olevalla laitteistolla, teimme Kalsiumin määrityksen titraamalla sen EDTA-liuoksella, aivan kuin kohdassa 1.

 Tisleen titraus. 

Kun lisäsimme titrattavaan näytteeseen indikaattoria, oli se paljon sinertävämpi kuin ei-tislatulla vichy vedellä. EDTA-ta tarvittiin vain pisara ja liuos muuttui puhtaan siniseksi. Titraamisen jälkeen mittasimme vielä tisleen sähkönjohtokyvyn ja pH-arvon. Vertasimme näitä lukuja (Ca-pitoisuus, pH ja sähkönjohtokyky) tislatun ja ei tislatun välillä.

 sähkönjohtokyvyn mittauslaite

pH-mittari.

Kun tislatun ja ei tislatun vichy-veden mittaustuloksia vertailtiin, erot olivat selvimmät Ca-pitoisuudessa ja sähkönjohtokyvyssä. Ca-pitoisuus putosi 28 milligrammasta litraa kohden 0 milligrammaan litrassa ja samalla sähkönjohtokyky pieneni melkein olemattomiin. Tislaus poisti kalsiumin vichy-vedestä ja täten se ei enään johtanut sähköä yhtä hyvin kuin tislaamaton vichy-vesi.

Tarkat tulokset sisältävän raportin voit lukea tästä klikkaamalla.