Цель работы – разработать методологический подход к оценке влияния состава и свойств питьевых вод на устойчивость коллоидных растворов оксалата кальция, полученных в нейтральной среде.
Методы и материалы: формирование твердой фазы проводили в лабораторных условиях по реакции: Ca2+ + (C2O4)2- = CaC2O4. Для создания постоянного значения рН=6,8 добавляли буферный раствор.
В качестве исходных растворов использовали соли: хлорид и глюконат кальция, оксалат натрия. Кроме того, в соответствии с планом эксперимента, в некоторые водные растворы вводили комплексон – трилон Б. Процесс образования твердой фазы наблюдали кондуктометрическим (кондуктометр Анион 7020) и спектрофотометрическим (прибор КФК-2МП) методами по изменению электропроводимости или величины светопропускания при длине волны 340 нм соответственно. Состав питьевых вод, добавляемых к коллоидным растворам, приведен в табл.1.
Таблица 1
Состав питьевых вод, которые использованы в процессе эксперимента
Показатели |
Ед. измерения |
Питьевая вода 2 (ПВ 2) |
Питьевая вода 1 (ПВ 1) |
Солесодержание |
мг/дм3 |
241 |
228 |
рН |
8 |
7,2 |
|
Жесткость общая |
Ж0 |
3,2 |
2,5 |
Кальций |
мг/дм3 |
30 |
34 |
Магний |
мг/дм3 |
20,4 |
9,6 |
Гидрокарбонаты |
мг/дм3 |
167,8 |
91,5 |
Сульфаты |
мг/дм3 |
11,5 |
58,2 |
Хлориды |
мг/дм3 |
3,16 |
16,2 |
Фториды |
мг/дм3 |
0,17 |
0,28 |
Кремний |
мг/дм3 |
6,53 |
5,85 |
Железо |
мг/дм3 |
0,02 |
0,29 |
Общий органический углерод |
мг/дм3 |
2,99 |
7,2 |
Результаты и обсуждение: полученные экспериментальные данные представлены на рис. 1, 2. Из анализа данных (рис.1) следует, что образование твердой фазы оксалата кальция (ПР= 2,3*10-9) при рН=6,8 слабо зависит от:
природы соли кальция, содержащейся в растворе: ПК=1,93*10-6 (при использовании глюконата кальция) и ПК=1,19*10-6 (при использовании хлорида кальция);
порядка смешивания реагентов: ПК=1,19*10-6 (при добавлении к хлористому кальцию оксалата натрия) ПК=1,93*10-6(при добавлении к оксалату натрия хлористого кальция);
присутствия трилона Б: ПК=0,86*10-6 (содержание трилона Б 1мг/л по общему органическому углероду).
В процессе лабораторного эксперимента получены: коллоидные системы с положительно заряженной гранулой:
{(mCaC2O4)nCa2+ 2(n-x)Cl-}2x+ 2xCl-yH2O (система I, проба 1.5) и отрицательно заряженной гранулой:
{( mCaC2O4)nC2O42- 2(n-x)Na+}2x- 2xNa+yH2O (система II, проба 1.1)
Как видно из рис. 2, устойчивость полученных коллоидных систем зависит от качества питьевых вод, которые являются водными растворами и содержат растворенные и коллоидные примеси. Причем, состав питьевой воды можно определить перечнем конкретных показателей (табл.1), а содержание коллоидных частиц или свойства всей системы по отношению к другой коллоидной системе нельзя оценить по составу. Так, система II, имеющая положительно заряженную гранулу, коагулирует в большей степени при добавлении воды с большей жесткостью: величина светопропускания увеличивается больше. Иными словами, оценить свойства сложных водных растворов, какими являются питьевые воды, к коллоидным растворам (маркерам) можно по величине светопропускания.
Обобщая полученные данные, можно заключить: процесс образования коллоидного раствора оксалата кальция при рН=6,8 слабо зависит от состава водного раствора, природы растворенного вещества. Оценить влияние свойств питьевых вод на устойчивость коллоидного раствора можно по изменению величины светопропускания. Разработанный методологический подход к оценке влияния свойств питьевых вод на устойчивость коллоидных систем может быть использован для исследований свойств коллоидных растворов биологических жидкостей организма.
Литература:
Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: Учебник для вузов.-СПб: Химиздат, 2000. С.125-134.
Приложение
Рис.1 Зависимость величины светопропускания Т(340) от условий экспериментов: оп.1 – оксалат натрия (0,02М) + хлорид кальция(0001М); оп.2 –хлорид кальция(0001М) + трилон Б (1мг/л по ООУ) + оксалат натрия (0,02М); оп.3 –глюконат кальция(0005М) + оксалат натрия (0,02М); оп.5 –хлорид кальция (0001М) + оксалат натрия (0,02М).
Рис.2 Влияние питьевых вод разного качества на устойчивость коллоидной системы I (проба 1.1) и коллоидной системы II (проба 1.5).