ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


ГІДРОГЕОЛОГІЯ ТА ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ

Університет нафти і газу

М.В. Ляху, Н.В. Дубей

ГІДРОГЕОЛОГІЯ ТА ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ

КАФЕДРА ГЕОЛОГІЇ ТА РОЗВІДКИ НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ РОДОВИЩ

 

 

М.В. Ляху, Н.В. Дубей

ГІДРОГЕОЛОГІЯ ТА ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ

 

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Для студентів спеціальностей

“Геологія нафти і газу” і “Геофізика”

Івано-Франківськ

Ляху М.В., Дубей Н.В.Гідрогеологія та інженерна геологія: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: Факел, 2004. – с.

Лабораторний практикум містить методичні вказівки для проведення лабораторних занять з дисципліни “Гідрогеологія та інженерна геологія”. Розроблений у відповідності з робочою програмою навчальної дисципліни та навчальним планом підготовки фахівців за спеціальностями “Геологія нафти і газу” і “Геофізика”. Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

 

 

Рецензент: канд. геол.-мін. наук, доцент кафедри

ГРН ІФНТУНГ Мончак Л.С.

 

 

Дане видання – власність ІФНТУНГ.

Забороняється тиражування та розповсюдження.

Ляху М.В., Дубей Н.В.Гідрогеологія та інженерна геологія: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: Факел, 2004. – с.

Лабораторний практикум містить методичні вказівки для проведення лабораторних занять з дисципліни “Гідрогеологія та інженерна геологія”. Розроблений у відповідності з робочою програмою навчальної дисципліни та навчальним планом підготовки фахівців за спеціальностями “Геологія нафти і газу” і “Геофізика”. Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

 

 

Рецензент: канд. геол.-мін. наук,

доц. каф. геології та розвідки нафтових

і газових родовищ ІФНТУНГ, Л.С. Мончак

Голова навчально-методичного об’єднання

спеціальності “Геологія нафти і газу” Б.Й.Маєвський

 

Голова навчально-методичного об’єднання

спеціальності “Геофізика” Д.Д. Федоришин

 

Завідувач кафедри геології та розвідки

нафтових і газових родовищ Б.Й. Маєвський

Член експертно-рецензійної комісії

університету Р.М. Рудий

 

Нормоконтролер О.Г. Гургула

 

Коректор Н.Ф.Будуйкевич

 

Дане видання – власність ІФНТУНГ.

Забороняється тиражування та розповсюдження.

ЗМІСТ

Вступ
Лабораторна робота №1
Визначення основних фізичних і хімічних властивостей підземних вод  
Лабораторна робота №2
Визначення вмісту хлор-іонів в підземних водах  
Лабораторна робота №3
Визначення вмісту магнію і кальцію у підземних водах  
Лабораторна робота №4
Визначення загальної лужності підземних вод  
Лабораторна робота №5
Визначення сполук азоту у воді  
Лабораторна робота №6
Визначення гранулометричного (зернового) складу крупноуламкових і піщаних грунтів  
Лабораторна робота №7
Визначення основних фізичних характеристик грунтів  

Вступ

Успішне проведення геологопошукових і розвідувальних робіт на нафту і газ та раціональна розробка нафтових і газових родовищ не- можливі без широко організованих гідрогеологічних досліджень надр країни.

Для розвитку гідрогеології нафтових і газових родовищ дуже велике значення мають загальногідрогеологічні позиції.

Комплексний курс “Гідрогеологія та інженерна геологія” спрямований на вивчення основних відомостей із загальної гідрогеології і основ інженерної геології.

Мета курсу – дати студентам необхідні знання про підземні води, їх зв’язок з гірськими породами і про методи вивчення – це необхідна база для подальшого проходження спеціальних гідрогеологічних дисциплін.

Для кращого закріплення теоретичного матеріалу курсу проводяться лабораторні роботи по вивченню хімічного складу підземних вод та інженерно-геологічних характеристик ґрунтів.

Робочим навчальним планом спеціальності з вивчення курсу для студентів стаціонарної форми навчання в третьому семестрі на лабораторні заняття дається 17 годин, для студентів заочної форми навчання – 6 годин.

Робочою програмою дисципліни передбачено виконати 7 лабораторних робіт.

При оформленні звіту кожної лабораторної роботи необхідно вказати мету і завдання роботи, висвітлити основні теоретичні положення, результати досліджень записати у формі таблиці, при необхідності, зокрема у лабораторній роботі №6, вимагається побудова графіка за результатами замірів.

Максимальна оцінка кожної лабораторної роботи –
5 балів (2 бали - вхідний контроль, 3 бали - захист роботи).

 

Лабораторна робота №1

ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ФІЗИЧНИХ І ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПІДЗЕМНИХ ВОД

 

Мета і завдання роботи

 

Метою даної роботи є набуття студентами практичних навиків з визначення хімічних і фізичних властивостей підземних вод.

При виконанні роботи перед студентами ставиться завдання – оволодіти сучасними методами вивчення хімічних і фізичних властивостей підземних вод.

Головні фізичні і хімічні властивості природних підземних вод: густина, реакція середовища, окислювально-відновний потенціал визначаються відповідно на приладах – ареометрі і іономірі. Мінералізація води, як величина сухого залишку, визначається аналітичним шляхом.

 

Основні теоретичні положення

 

ГУСТИНА

З фізичних властивостей підземних вод основними є густина, температура, в’язкість і ін. Густина є найбільш важливою характеристикою природних вод, використовується при інтерпретації їх хімічного складу. Густина – це відношення маси води до її об’єму і вимірюється в кг/м3.

За одиницю густини приймають густину дистильованої води при температурі +4°С. Густина води залежить від температури, мінералізації, кількості мулу, тиску, кількості розчинених газів. Температура дуже впливає на густину, тому біля індексу густини вказують температуру, при якій проводиться замір. Густина води переважно вимірюється при температурі +20°С (при стандартних умовах), тоді біля індексу температура не ставиться. Густина підземних природних вод зростає із збільшенням ступеня їх мінералізації.

Відносна густина води – це відношення густини води при 20°С до густини дистильованої води при температурі +4°С – одержуємо безрозмірну величину .

На нафтових промислах густину води ще визначають в градусах соленості Боме, якщо вода з розсолом і головна розчинена сіль – NaCl. 1°Боме – це густина води, в 1 літрі, якої розчинено 10 г NaCl.

 

Мінералізація

Сумарний склад розчинених у воді іонів солей і колоїдів характеризує ступінь мінералізації води. Вона переважно виражається у грамах на 1 л розчину.

 

Реакція середовища

Реакція середовища, тобто лужно-кислотні властивості води визначаються концентрацією водневих іонів. Води в невеликій степені дисоціюють на кисневі і гідроксильні іони. При кімнатній температурі цей добуток дорівнює 10-14. У нейтральних розчинах концентрації водневих і гідроксильних іонів рівні між собою, у кислих – концентрація кисневих іонів більша ніж концентрація гідроксильних, у лужних – навпаки.

Концентрація водневих іонів виражається через показник ступеня величини цієї концентрації взятий з оберненим знаком, і визначається через рН. При рН = 7 реакція середовища нейтральна. В кислому середовищі рН менше 7, у лужному – більше 7. Переважно природні води мають рН від 6 до 8.

 

Окислювально-відновний потенціал – Еh – є мірою окисно-відновної властивості системи. Величина Еh може бути більшою або меншою від потенціалу нормального кисневого електроду, прийнятого рівним “0” і відповідно може приймати додатні і від’ємні значення. Для процесу відновлення Еh від’ємне, для процесу окислення Еh – додатне.

 

Обладнання, прилади, реактиви:

 

Ареометр для визначення густини води.

Іономір для визначення рН і Еh.

Для позірного визначення величини рН користуються універсальним індикаторним папером.

Газові пальники, сушильна шафа, аналітичні ваги, фарфорові чашки об’ємом 100-120 мл для визначення величини сухого залишку (мінералізації).

Для визначення величини рН і Еh використовується універсальний іономір ЭВ-74. Іономір являє собою настільний прилад. На лицьовій панелі розміщені ручки оперативного управління і вимірювальний прилад з шкалою. На шкалі показуючого приладу є наступні оцифровки: “-1-19” для вимірювання у широкому діапазоні і “0-5” для вимірювання на вузьких діапазонах (показники приладу сумуються із значенням, що відповідає початку діапазону). Для вигідності діапазон має додаткову оцифровку. Для установки температури вимірюваного розчину є оцифровка “0-100”.

До органів оперативного управління відносяться: тумблер “СЕТЬ”, ручки зміни резисторів “КАЛИБРОВКА”, “КРУТИЗНА”, “рХн” і “ТЕМПЕРАТУРА РАСТВОРА”; 5 кнопок вибору роду роботи: “АНИОНЬІ/КАТИОНЬІ” (+/-), “ХІІІ”, “mV”, “рХ” і “t0”; 5 кнопок діапазону вимірювання: “-1-19”, “-1-4”, “4-9”, “14-19”; коректор показуючого приладу.

Кнопка “АНИОНЬІ/КАТИОНЬІ” (+/-) дозволяє проводити вимірювання активності аніонів або додатних потенціалів у віджатому і катіонів або від’ємних потенціалів в нажатому положеннях, кнопка “ХІІІ” – вимірювання активності одновалентних або двохвалентних іонів відповідно в віджатому або нажатому положеннях; кнопки із залежною фіксацією “mV”, “рХ” і “t0” дозволяють включати прилад в режимі мілівольтметра (“mV”), іономіра (“рХ”) або установки температури розчину при ручній термокомпенсації (“t0”).

При настройці ручками, які виведені на лицеву панель, слід врахувати, що у приладі застосовані потенціометри з високою здатністю, які мають зони плавного і грубого регулювання.

Резистори “КАЛИБРОВКА”, “КРУТИЗНА”, “рХИ” служать для оперативної наладки приладу на дану електродну систему.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

 

ВИЗНАЧЕННЯ ГУСТИНИ

У мірний циліндр об’ємом 100 – 250 мл наливаємо досліджувану воду. Занурюємо ареометр. По шкалі ареометра проводимо відлік величини густини.

 

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОЇ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ

Метод заснований на визначенні сухого залишку після випаровування відповідного об’єму досліджуваної води.

Висушують і зважують на технічних вагах фарфорову чашку, наливають в неї 25 см3 досліджуваної води і випаровують на водяній бані або на газовому пальнику.

Необхідно слідкувати, щоб при кипінні вода не розбризкувалась. Після повного випарювання води чашку з сухим залишком добре висушують в сушильній шафі при 100 °С, охолоджують в ексикаторі і зважують.

Мінералізація води в 100 г визначається за формулою:

М=(Р21)×40 (на 1 літр), (1.1)

де Р1 – вага сухої фарфорової чашки, г;

Р2 – вага чашки з сухим залишком, г.

 

Визначення рН

Залити у стакан досліджувану воду, встановити його на штативі так, щоб електроди були занурені у воду. Підключити датчик до приладу, штекер скляного електроду включити в перше гніздо (чорний провід) на задній панелі приладу. Підключити прилад в сітку мережі електричного струму за допомогою шнура і включити тумблер “СЕТЬ”, на передній панелі приладу загоряється контрольна лампочка.

Натискаємо клавіші лівого ряду: біла верхня, біла нижня; у правому ряді – білу верхню.

Проводимо відлік по нижній шкалі приладу результатів заміру рН. Для уточнення результатів заміру рН в правому ряді клавіш приладу, де вказані “ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ” натискаємо клавішу відповідного діапазону вимірювань (4-9).

Проводимо відлік по верхній шкалі приладу. Одержаний результат вимірювання додаємо до нижнього показника заданого інтервалу вимірювань.

 

Визначення Еh

Для проведення заміру натискуємо чорну клавішу – компенсатор температур.

На задній панелі приладу в гніздо “ИЗМЕРЕНИЯ” включаємо штекер платинового електроду. Прилад включаємо у мережу з електричним струмом.

На передній панелі приладу натискуємо клавіші: другу білу знизу у лівому ряді і верхню у правому ряді.

По нижній шкалі приладу беремо відлік результатів вимірювання Eh і перемножуємо одержаний результат на 100.

Для уточнення результатів заміру Еh в правому ряді клавіш приладу, де вказані “ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ” натискаємо клавішу відповідного діапазону вимірювання. Проводимо відлік по верхній шкалі приладу. Одержані результати заміру додаємо до нижнього показника заданого інтервалу вимірювань.

 

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Результати досліджень записують у формі таблиці:

Таблиця 1.1.

Місце відбору проби води Густина r, кг/м3 РН   Еh, mv Величина сухого залишку М, г/л Приміт- ка
           

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Що таке густина води і від чого вона залежить?

2. Що приймають за одиницю густини?

3. Як впливає температура на густину?

4. Що таке відносна густина води?

5. Що називають мінералізацією води?

6. Що таке реакція середовища?

7. Як виражається концентрація іонів водню?

8. Що визначається величиною Еh?

9. Що визначається величиною рh?

10. Який прилад використовується для визначення величин рH і Еh?

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1972. Раздел “Основы гидрохимии”.

2. Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая гидрогеология. М., Недра, 1973. Раздел “Основы гидрохимии”.

 


Лабораторна робота №2

 

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ХЛОР-ІОНІВ В ПІДЗЕМНИХ ВОДАХ

 

Мета і завдання роботи

 

Визначити вміст хлор-іонів в підземних водах аналітичним шляхом.

 

Основні теоретичні положення

Визначення хлор-іонів проводиться титруванням – іона 0,1н розчином азотнокислого срібла в присутності індикатора хромовокислого калію. Перша крапля надлишкового розчину срібла утворює з індикатором осад хромовокислого срібла, що забарвлює розчин у кров’яно-бурий колір. Зміна кольору титрованого розчину від зеленувато-жовтого до кров’яно-бурого вказує на кінець титрування.

Обладнання, прилади, реактиви:

Титрувальний стіл, бюретка об’ємом 10 мл, колба об’ємом 250 мл. Реактиви: розчин хромовокислого калію
10 %, розчин азотнокислого срібла 0,1н.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

Проводять два визначення хлор-іонів: орієнтовне і точне. Якщо за даними орієнтовного визначення вода має багато хлоридів, воду для точного визначення відбирають з таким розрахунком, щоб на одне визначення пішло 3-20 мл 0,1н розчину азотнокислого срібла.

 

ОРІЄНТОВНЕ ВИЗНАЧЕННЯ: в пробірку наливають 5 мл досліджуваної води, додають одну краплю 10% розчину хромовокислого калію. Потім, постійно перемішуючи, добавляють по краплях 0,1н розчин азотнокислого срібла до незникаючого бурого кольору. При множенні числа використаних крапель на 0,02 одержують приблизно склад хлор-іону в розчині, виражений в г/л.

ТОЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ: якщо при орієнтовному визначенні вміст хлор-іону не перевищує 0,400 г/л, точне визначення проводиться в 100 мл води. При більш високому вмісті хлоридів для визначення відбирають відповідно менший об’єм, або користуються точно розведеним вихідним розчином.

До відміряного об’єму (100 мл) досліджуваної води додають 5 крапель хромату калію і повільно титрують при неперервному перемішуванні 0,1н розчином азотнокислого срібла до переходу жовтуватого кольору у розовато-бурий, що не зникає при перемішуванні. При титруванні рекомендується порівнювати колір досліджуваної води з кольором стандарту, який готується додаванням повареної солі до відтитрованої проби. Від добавки повареної солі бурий колір розчину переходить в світлий, в зеленувато-жовтий.

Визначення хлоридів за цим методом правильно тільки в тому випадку, коли рН розчину, в якому визначають хлор-іон, не менше 7 і не більше 10,5.

Якщо рН розчину більше 10,5, тоді до проби розчину, відібраної для визначення іону хлору, додають 2-3 краплі 0,1 % розчину фенолфталеїну і по краплях розведену (не менше 1:5) азотну кислоту для прозорості розчину.

Якщо досліджувана вода має кислу реакцію, то таку пробу нейтралізують 0,1н розчином їдкого натрію, застосовуючи в якості індикатора той же розчин фенолфталеїну і обезбарвлюють потім воду однією краплею азотної кислоти.

Якщо вода має у собі сірководень, від нього звільняються кип’ятінням її в азотнокислому середовищі.

Кількість хлор-іонів розраховують так:

мг-екв/л (2.1)

мг/л (2.2)

де а – кількість розчину азотнокислого срібла у мл, витрачене на титрування,

н – нормальність розчину азотнокислого срібла,

V – об’єм проби взятої для титрування (з врахуванням розведення),

35,5 – еквівалентна вага хлору.

 

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

результати досліджень записують у формі таблиці:

Таблиця 2.1.

Місце відбору проби води Склад хлор-іонів, мг-екв/л Склад хлор-іонів, мг/л
     

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Яким методом визначаються хлор-іони у природній воді ?

2. Що вказує на кінець титрування?

3. Для чого проводять орієнтовне визначення вмісту хлор-іону у досліджуваній воді?

4. Як проводять точне визначення вмісту хлор-іону у досліджуваній воді?

5. За яких умов визначення хлоридів методом титрування може бути правильним?

6. За яких умов до проби води, відібраної для визначення іону хлору додають 2 – 3 краплі 0,1 % розчину фенолфталеїну?

7. За яких умов до досліджуваної води додають розчин їдкого натрію?

8. Як звільнити досліджувану воду від розчиненого в ній сірководню?

9. За якою формулою розраховується кількість хлор-іонів у воді?

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1972. Раздел “Основы гидрохимии”.

2. Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая гидрогеология. М., Недра, 1973. Раздел “Основы гидрохимии”.

 


Лабораторна робота №3

 

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ МАГНІЮ І КАЛЬЦІЮ

У ПІДЗЕМИХ ВОДАХ

 

Мета і завдання роботи

 

Визначення кальцію і магнію у підземних водах проводиться трилонометричним методом. Даний метод є найбільш простим і точним. Однак варто пам’ятати, що точність визначення кальцію у два рази перевищує точність визначення магнію і похибки у визначенні кальцію автоматично посилюють похибки у визначенні магнію (у випадку завищення складу кальцію склад магнію занижується і навпаки).

 

Основні теоретичні положення

 

Від вмісту у воді кальцію і магнію залежить її твердість. Загальна твердість відповідає сумарному вмісту іонів Са2+ і Mg2+. Твердість підземних вод має велике значення при їх оцінці для практичного використання. Для питної води загальна твердість повинна складати 3-7 мг-екв/л.

Трилонометричне визначення засновано на реакції взаємодії іонів кальцію і магнію з трилоном Б з утворенням стійких з’єднань, добре розчинених у воді. В якості індикатора для титрування при визначенні суми кальцію і магнію застосовують хромоген чорний ЕТ-00. У присутності іонів кальцію і магнію у досліджуваному розчині індикатор утворює у лужному середовищі при рН=10-12 комплексне з’єднання, яке забарвлює розчин у винно-червоний колір.

При титруванні досліджуваного розчину трилон Б спочатку вступає в реакцію з іонами кальцію, а потім з іонами магнію.

У точці еквівалентності червоне забарвлення індикатора переходить в синє.

В іншому рівному об’ємі досліджуваного розчину титрують трилоном Б кальцій також в лужному середовищі з індикатором мурексидом, який являє собою амонійну сіль пурпурної кислоти. У точці еквівалентності рожево-червоний колір переходить у фіолетовий.

 

Обладнання, прилади, реактиви:

 

Титрувальний стіл, бюретки об’ємом 100 мл, конічні колби об’ємом 250 мл, мірний циліндр об’ємом 100 мл. Реактиви: аміачно-буферний розчин, розчин хромогена чорного, розчин мурексиду, розчин трилона Б (0,1н), розчин їдкого натрію (10%).

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ КАЛЬЦІЮ

У конічну колбу на 250 мл відбирають такий же об’єм досліджуваної води, як для сумарного визначення кальцію і магнію. Додають 2 мл 10% розчину їдкого натрію. Додають 0,2-0,3 г (або 5 крапель) порошку мурексиду і титрують розчином трилону Б на білому фоні до переходу рожево-червоного кольору у фіолетовий.

Зміна забарвлення проходить поступово, але перехід від блідо-рожевого до фіолетового досить різкий.

Склад кальцію визначають за формулою :

мг-екв/л (3.2)

або

мг/л (3.3)

де 20 – еквівалентна вага кальцію.

н – нормальність трилону Б;

а – кількість трилону Б, що пішла на титрування в мл.

V – об’єм води, взятої для аналізу в мл.

 

 

ВИЗНАЧЕННЯ МАГНІЮ

 

Вміст магнію визначають розрахунковим шляхом, як різницю між сумою кальцію і магнію та кальцієм.

мг-екв/л (3.4)

 

мг/л (3.5)

де 12,2 – еквівалентна вага магнію;

 

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Результати визначень записують у формі таблиці:

Таблиця 3.1.

Місце відбору проби води Склад кальцію і магнію, мг-екв/л Склад кальцію Склад магнію
мг-екв/л мг/л мг-екв/л мг/л
           

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

  1. Яким методом визначається вміст кальцію і магнію у підземних водах?
  2. Зміст трилонометричного методу визначення вмісту кальцію і магнію у підземних водах?
  3. Який індикатор застосовується при титруванні для визначення вмісту суми кальцію і магнію у підземних водах?
  4. З якими іонами спочатку вступає в реакцію трилон Б при титруванні досліджуваної води?
  5. Як проводиться визначення сумарного вмісту кальцію та магнію у підземних водах?
  6. Як проводиться визначення вмісту кальцію у підземних водах?
  7. Як проводиться визначення вмісту магнію у підземних водах?

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1972. Раздел “Основы гидрохимии”.

2. Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая гидрогеология. М., Недра, 1973. Раздел “Основы гидрохимии”.

 


Лабораторна робота №4

 

ПІДЗЕМНИХ ВОД

Мета і завдання роботи

 

Визначення загальної лужності підземних вод проводиться методом титрування проб води соляною кислотою. Це надійний метод, але не дає точного роздільного визначення карбонатів і бікарбонатів, так як лужність визначається рядом аніонів слабих кислот, а при титруванні карбонатів титруються і інші аніони слабих кислот. Крім того, із-за переходу вуглекислоти в газову фазу неперервно змінюється карбонатна рівновага і співвідношення у складі карбонатів і бікарбонатів.

 

Обладнання, прилади, реактиви:

 

Титрувальний стіл, колби об’ємом 250 мл, піпетки об’ємом 100 мл. реактиви: розчин фенолфталеїну (1% спиртовий), розчин метилоранжу, розчин соляної кислоти (0,1н).

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

 

Лужність пластових вод обумовлюється наявністю солей слабих кислот, в основному карбонатів і бікарбонатів лужно-земельних і лужних металів. Розрізняють лужність по фенолфталеїну ( ) і метилоранжу ( ).

Для визначення загальної лужності 100 мл профільтрованої досліджуваної води наливають в конічну колбу об’ємом 250 мл, додають 10 крапель 1% спиртового розчину фенолфталеїну.У випадку появи малинового забарвлення проводять титрування 0,1н розчином соляної кислоти до переходу забарвлення розчину від малинового до прозорого. Потім до проби додають 3 – 4 краплі метилоранжу і титрують до переходу жовтого кольору в оранжевий.

вміст мг-екв/л, (4.1)

або

мг/л. (4.2)

Вміст мг-екв/л, (4.3)

або

мг/л, (4.4)

де а – розхід розчину соляної кислоти в мл при титруванні по фенолфталеїну;

b – розхід розчину соляної кислоти в мл при титруванні по метилоранжу;

н – нормальність розчину соляної кислоти;

61 – еквівалентна вага ;

30,5 – еквівалентна вага .

Якщо при додаванні до води фенолфталеїну рожевий колір не появляється – це вказує на відсутність у воді іонів . У цьому випадку титрування по фенолфталеїну не проводиться, а до проби відразу додають 3-4 краплі метилоранжу і титрують до переходу жовтуватого кольору в оранжевий. Розрахунки проводяться тільки для іону .

Якщо при титруванні по фенолфталеїну витрачається більше кислоти, ніж при титруванні по метилоранжу – це значить, що досліджувана вода має іон і , і не має іону . У цьому випадку при титруванні по фенолфталеїну паралельно протікають дві реакції + 2О і + = .

При титруванні по метилоранжу відтитровується іон , одержаний за рахунок іона , відтитрованого раніше кислотою по фенолфталеїну.

Якщо “a” – розхід (мл) розчину соляної кислоти, який витрачається на титрування по фенолфталеїну, а “b” – розхід (мл) розчину соляної кислоти, що витрачається на титрування по метилоранжу, то при “a” більше “b”

мг-екв/л, (4.5)

або

мг/л, (4.6)

мг-екв/л, (4.7)

або

мг/л, (4.8)

де V- об’єм проби взятої для аналізу.

 

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

результати визначення записують у формі таблиці:

Таблиця 4.1.

Місце відбору проб води Склад бікарбонат-іонів Склад карбонат-іону
мг-екв/л мг/л мг-екв/л мг/л
         

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Суть методу визначення загальної лужності титруванням проб води кислотою ?

2. Чому в підземних водах змінюється співвідношення вмісту карбонатів і бікарбонатів у процесі тривалого зберігання проб води ?

3. Чим обумовлена лужність підземних вод?

4. Як проводиться визначення загальної лужності підземних вод?

5. Що вказує на відсутність у воді іонів ?

6. Напишіть формулу розрахунку вмісту в воді іону ?

7. Напишіть формулу розрахунку вмісту в воді іону ?

8. За яких умов титрування досліджувана вода має іони і і не має іону ?

ЛІТЕРАТУРА

 

  1. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1972. Раздел “Основы гидрохимии”.
  2. Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая гидрогеология. М., Недра, 1973. Раздел “Основы гидрохимии”.

Лабораторна робота № 5

 

Мета і завдання роботи

 

Навчитися проводити визначення сполук азоту у воді на фотоелектричному колориметрі-нефелометрі при фіолетовому світлофільтрі.

 

Основні теоретичні положення

 

Щоб визначити забрудненість води сполуками азоту, в першу чергу, визначають вміст нітратного азоту /вміст нітратів/. Для питної води ГДК нітратів – 45 мг/л, а ГДК по азоту нітратів – 10 мг/л.

Визначення вмісту нітратів в досліджуваній воді проводиться на фотоелектричному колориметрі-нефелометрі при фіолетовому світофільтрі.

Колориметричний метод визначення нітратів у воді базується на порівнянні забарвленості розчинів різної концентрації N03 в залежності від оптичної густини. Цю залежність попередньо вивчають і за результами досліджень будують графік залежності концентрації NO3 в розчині від оптичної густини. (Додаток 5.1.)

 

Обладнання, прилади, реактиви:

 

Фотоелектричний колориметр-нефелометр, чашки фарфорові, колби вимірювальні на 50 мл, піпетки на 10 мл, водяна баня, скляні палички; реактиви: саліцилово-кислий натрій 0,5 %, NаОН 10н, концентрована сірчана кислота.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

 

10 мл підготовленої води відбирають у фарфорову чашку. Додають 1 мл саліциловокислого натрію 0,5 % і випаровують на водяній бані.

Після охолодження сухий залишок зволожують 1 мл концентрованої сірчаної кислоти, розтирають скляною паличкою і залишають на 10 хв. Потім додають 5-10 мл дистильованої води і переносять в колбу об’ємом 50 мл. Додають 7 мл 10н NаОН і доводять об’єм в колбі дистильованою водою до мітки і перемішують.

Фотометричним методом проводять виміри оптичної густини. Включаємо фотоелектроколориметр, прогріваємо його 20-30 хв. Перед роботою шторка світофільтра повинна бути закрита. Встановлюємо міліамперметр (лівий нижній тумблер) на нуль, встановлюємо на нуль лівий і правий барабани (червона шкала оптичної густини). Завантажуємо прилад кюветами, в ліву частину – з дистильованою водою, в праву – одну кювету з дистильованою водою, другу – з досліджуваною. Вода в кювети наливається на 1 см нижче від верхнього краю. Стінки кювет повинні бути прозорими, а із зовнішньої сторони сухими.

За допомогою тумблера, який знаходиться справа, встановлюємо кювету з досліджуваною водою проти отвору світофільтра. Відкриваємо шторку. За допомогою лівого барабана встановлюємо нуль на міліамперметрі (червона шкала). Таким чином інтенсивність правого світлового пучка після його проходження через досліджений розчин ми заклали в пам’ять приладу.

За допомогою правого тумблера встановлюємо кювету з дистильованою водою навпроти отвору світофільтра. Стрілка мікроамперметра при цьому відхиляється. Правим барабаном встановлюємо міліамперметр на нуль (скорочуємо інтенсивність правого світлового пучка до величини інтенсивності лівого пучка). Відлік значення оптичної густини беремо по шкалі правого барабану (червона шкала).

За одержаним значенням оптичної густини для досліджуваної води на калібровочному графіку визначаємо вміст нітратів (мг) в досліджуваній воді.

Концентрацію нітратів (мг/л) розраховують за формулою:

, (5.1)

де a – вміст нітратів, знайдений за каліб

ровочним графіком, мг;

V – об’єм проби, взятий для аналізу, мл.

Для вираження результатів у формі азоту нітратів (мг N/л) одержану величину (мг NO3-/л) перемножують на коефіцієнт 0.22. Для санітарного контролю за якістю води обов’язково вказують форму вираження результатів (мг N/л) або (NO3-/л).

 

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Результати визначення записують у формі таблиці:

Таблиця 5.1.

Місце відбору проби води Вміст нітратів Вміст по азоту нітратів
мг NO3- мг N
     

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. За допомогою якого приладу визначається вміст нітратів у воді?

2. Яка гранично допустима концентрація нітратів для питної води?

3. Зміст колориметричного методу визначення нітратів у воді?

4. Як проводиться підготовка води для дослідження на визначення в ній сполук азоту?

5. Як проводять виміри оптичної густини фотометричним методом?

6. Як визначити вміст нітратів за одержаними значеннями оптичної густини?

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Карцев А.А. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1972. Раздел “Основы гидрохимии”.

2. Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая гидрогеология. М., Недра, 1973. Раздел “Основы гидрохимии”.


Лабораторна робота № 6

 

Мета і завдання роботи

 

Дослідним шляхом визначити зерновий склад незв’язкових крупноуламкових і піщаних ґрунтів. Для визначення зернового складу незв’язкових ґрунтів роблять аналіз на ситах. Це дозволяє:

1) визначити назву ґрунту (таблиця 6.1);

2) побудувати сумарну криву зернового складу, з допомогою якої визначають ступінь неоднорідності ґрунту.

 

Основні теоретичні положення

 

Пухкі осадові гірські породи (грунти) складаються з частинок, зерен та уламків різної величини, форми і речовинного складу. Їх розмір змінюється від декількох сантиметрів до тисячних міліметра.

Обладнання і прилади

 

Комплект сит з розмірами отворів 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; технічна вага; різноважки; фарфорові чашки.

 


ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

 

1. Підготовка ґрунту до аналізу.

Довести ґрунт до повітряно-сухого стану, розтерти крупні грудки. Взяти пробу ґрунту у кількості 100 г. Зважити її на технічних вагах з точністю до 0,1 г.

2. Розподіл грунту на фракції.

Зважену пробу пропускаємо через набір сит. Сита збирають в колонку так, щоб отвори їх зменшувались зверху-вниз. На верхнє сито надіваємо кришку, а під нижнє підкладаємо піддон. Просіювання здійснюється за допомогою легких бокових ударів долонями рук до повного сортування ґрунту. Вміст кожного сита, починаючи з крупного, пересипати у ступку і додатково обробити резиновим пестиком, після чого знову необхідно просіяти крізь те саме сито, над аркушем паперу. Дрібні частинки, які пройду

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти