Pages

Sunday, October 17, 2010

ලිං ජලයේ කැල්සියම් ප්‍රථිශතය සොයමුද?- Determinatoin of calcium in well water sample

 පසු ගිය ලිපියෙන් අපි කථා කලේ වාහනයකින් පිටවන ඊයම් ප්‍රමාණය සෙවීම ගැනනේ.අද මම කියන්න යන්නේ අපේ පානය සදහා ගන්න හෝ එදිනෙදා වෑඩ කටයුතු කිරීමටට ජලය ලබා ගන්නා ලිං ජලයේ තිබෙන කැල්සියම් ප්‍රතිශතය සෙවීම ගැන. ජලයේ මෙසේ ඛනිජ වර්ගයක් දිය වී තිබීම හදුන්වන්නේ කඨිනත්වය ලෙසයි.ප්‍රධාන වශයෙන් කැල්සියම් හා මැග්නීසියම් වල ලවණ දිය වීම නිසා මෙම කඨිනත්වය ඈති වේ. කඨිනත්වයේ අවස්ථා කි.
1. තාවකාලික කඨිනත්වය -කැල්සියම් හා මැග්නීසියම් වල බයි කාබනේට ජලයේ දිය වීමෙන් ඇති වේ.
2. ස්ථිර කඨිනත්වය - කැල්සියම් හා මැග්නීසියම් වල සල්පේට හා ක්ලෝරයිඩ ජලයේ දිය වීමෙන් ඈති වේ.
තාවකාලික කඨිනත්වය නමේ තේරුමෙන්ම තාවකාලික වන අතර පහසු ක්‍රම මගින් ඉවත් කල හැක. ඒවා නම්


*උණු කිරීම - මෙහිදී ජලයේ දිය වූ බයි කාබනේට් ලවණ කැල්සියම් කාබනේට් ,මැග්නීසියම් කාබනේට් බවට පත් වී අවක්ෂේප වේ. එම අවක්ෂේපය පෙරා ඉවත් කල හෑක. උණු කරන විට පහත සමතුලිතතාවය ඈති වේ.

Ca(HCO3)(aq)    --   Ca(CO3) (S) +    CO2 (g) +   H2O (l)

Ca(HCO3)(aq)    --   Ca(CO3(S) +    CO2 (g) +   H2O (l)

මෙහිදී කාබන් ඩයිඔක්සයිඩ් රත් කිරීම් නිසා පිටව යන නිසා සමතුලිතතාවය ඉදිරයට නෑඹුරු වේ. එනයින් කෑල්සියම් කාබනේට් අවක්ෂේප වේ. මැග්නීසියම් කාබනේට් ද එසේ අවක්ෂේප වේ.

*ඈමෝනියම් ජලය එකතු කිරීම -

Ca(HCO3)(aq)    + NH3 (aq)      --    Ca(CO3(S)  +    (NH4)2CO3  (aq)



Mg(HCO3)(aq)    + NH3 (aq)      --    Mg(CO3(S)  +    (NH4)2CO3  (aq)


* අයන හුවමාරු ක්‍රමය භාවිතා කිරීම - සමහර ද්‍රව්‍ය තුලින් විව්ධ කැටායන අඩංගු ද්‍රාවණ යැවූ විට එම කැටායන ද්‍රව්‍ය තුල  රැදී ද්‍රව්‍ය තුල ඇති සමහර අයන ද්‍රාවණ ගත වේ. මෙය අයන හුවමාරුවක් ලෙස හැදින්වේ. සියොලයිට යනු අකාබනික අයන හුවමාරු ද්‍රව්‍යයකි.

Na2O.Al2O3 SO2 6H2O = NaZe

සියොලයිට් තුලින් කඨින ජලය යෑවූ විට Ca2+හා Mg2+ අයන එහි රැදී  Na+ ද්‍රාවණ ගත වේ.

ස්ථිර කඨිනත්වය පහසුවෙන් ඉවත් කල නොහැක.එයට අයන හුවමාරු ක්‍රමය ද Na2CO3 ද්‍රාවණයක් එකතු කිරීම ද යොදා ගත හෑකිය. එවිට පහත පරිදි ප්‍රථිපල ගෙන දේ.

CaSO4 (aq)  +  Na2CO3 (aq)     --    Ca(CO3) (S) +   Na2SO4 (aq)

MgSO4 (aq) + Na2CO3 (aq)       --    Mg(CO3) (S) +   Na2SO4 (aq)

CaCl (aq)  + Na2CO3 (aq)   --    Ca(CO3(S) +   NaCl (aq) 
 
MgCl (aq)  + Na2CO3 (aq)   --    Mg(CO3) (S)  +   NaCl (aq) 

මෙම කඨින ජලය පානය කිරීමෙන් කැල්සියම් හා මැග්නීසියම් සල්පේට් කාබනේට් වකුගඩු වල තැන්පත් වීමෙන් වකුගඩු ආබාධ ඇති වන බව තහවුරු කරගෙන තිබේ. තව ද හිසකෙස් හා සමට තරමක් හානි ගෙන බවද සොයා ගෙන ඇතත් විශාල  සෞඛ්‍ය ප්‍රශ්ණයක් කඨින ජලයෙන් ඇති නොවේ. නමුත් එදිනෙදා කටයුතු වලට මෙම ජලය විශාල බාධාවක් ඇති කරයි.

1. සබන් සමග අද්‍රාව්‍ය අවක්ෂේපයක් සාදා සබන් වල පෙණ සෑදීම වලක්වයි. එමගින් සබන් වල සේදුම් ක්‍රියාවට හානි ගෙන දේ. සබන් වල දිග හයිඩ්රෝකාබනයක් එනම් ජලභීතික කොටසක් හා ජල කාමී කාබොක්සිල් කොටසක් ඇත. කැල්සියම් මෙම ජල කාමී කොටසට බැදී සබන් වල ක්‍රියාව නවතයි. Na+ වල ආරෝපණයට වඩා කැල්සියම් වල ආරෝපණය වැඩි වීම මෙයට හේතුවයි. එමගින් වඩා ආකර්ශනීය බවක් කැල්සියම් වලට ලැබේ. අයන හුවමාරුවේදී කැල්සියම් සෝඩියම් ඉවත් කර සියොලයිට් තුලට ගමන් කරන්නේද මේ හේතුව නිසාය.කැල්සියම් ධන ආරෝපණ 2 දරන නිසා සබන් අණු 2 සමග බෑදීම හේතුවෙන් ඉන්පසු සබන් ජලයේ දිය වීම නවතාලයි.

2R-COONa + Ca2+  --   R- COO-Ca-OOC-R + Na+

මෙම නිසා රෙදි සේදීමේදී සබන් වැඩිපුර වැයවේ.

2. ජලය උණු කරන භාජන වල ඝන ද්‍රව්‍ය  තැන්පත් වීමෙන් විවිධ දුෂ්කරතා ඇති වේ.

3. පානය කිරීමේදී අමිහිරි රසයක් ඇති වේ.

සෑම ප්‍රදේශයකම මෙම කඨින ජලය නැත. එය පසේ භූගෝලීය ස්වභාවය අනුව වෙනස් වේ. හිරිගල්, ඩොලමයිට් වැනි ඛණිජ ද්‍රව්‍ය  හරහා වර්ෂා ජලය ගමන් කිරීමෙන් මෙම ඛණිජ ජලයට එකතු වෙ.  වර්ෂා ජලයේ කාබන් ඩයි ඔක්සයිඩ් දිය වීම නිසා ජලය ආම්ලික වීමෙන් මෙම ඛණිජ ජලයේ දිය වේ.

මෙම පරීක්ෂණයට යොදා ගන්නා ක්‍රමය මැග්නිසියම් සදහා ද එක ලෙසම ක්‍රියා කිරීම නිසා අප ගන්නා සාම්පලයේ මැග්නීසියම් නැති බව තහවුරු කර ගත යුතුය. එසේ තහවුරු කරගත් ජල සාම්පලයක් ගෙන එයින් 10 Cm3ගෙන 200 Cm3 දක්වා තනුක කර ගත යුතුය.  මෙහිදී අප බලාපොරොත්තු වන්නේ මෙයට ඔක්සලේට් දමා කැල්සියම් ඔක්සලේට් අවක්ෂේප කරගෙන එම අවක්ෂේපයේ ප්‍රමාණය නිර්ණය කර ගැනීමයි.  එහිදී කුඩා පරිමාවක් තුල අවක්ෂේපය සෑදෙන විට එහි ප්‍රමාණය කුඩා වන නිසා පෙරහන් කඩදාසි වලින් පෙරී නොයන විශාල අවක්ෂේපයක් ක්‍රමානුකූලව  සාදාගැනීමට වෑඩි ඉඩ කඩක් ලබා දීම මෙම තනුක කිරීමේ අරුථයි.

එයට මෙතිල් රෙඩ් දර්ශකයකින් බිංදු 2 දමන්න. ඉන්පසු ද්‍රාවණය නටවා එයට 4% උණු ඇමෝනියම් ඔක්සලේට් දන්නා පරිමාවක් සෙමින් එකතු කරන්න. මෙහිදී සියලුම කැල්සියම් ඔක්සලේට් සමග අවක්ෂේප විය යුතු නිසා වැඩි පුර ඔක්සලේට් මාධ්‍යයකයේ තිබීම අවශ්‍යය.  අමෝනියම් ඔක්සලේට් බිංදුවක් දැමූ පසු එය මාධ්‍යය‍ට වැටෙන මොහොතේ එම ස්ථානයේ අවක්ෂේපය නොසෑදෙන බව නිරීක්ෂණයෙන් වෑඩිපුර ඔක්සලේට් මාධ්‍යයයේ ඇති බව තහවුරු කර ගත හෑක. ඉන්පසු තනුක 1:1 ඈමෝනියා ද්‍රාවණයක් (NH4OH) ද්‍රාවණය වර්ණ විපර්යාසයක් සිදු වන තෙක් (රතු සිට කහ)බිංදුව බැගින් එකතු කරන්න.මාධ්‍ය‍ස ආම්ලික නිසා දර්ශකය දෑමූ පසු අම්ලයේ වර්ණය වන රතු පාට ලබා දේ.ජලයේ දියවී ඇති නිසා කාබනික් අම්ලය සෑදීම හේතුවෙන් මෙම ආම්ලික බව ජලයට ලැබී ඈත. මේ සදහා ඇමෝනියම් ඔක්සලේට් ම භාවිතා කරන්නේ ඇමෝනියම් පහත පරිදි විඝටනය වන නිසයි.

NH4+    --      NH3 + H+

එමගින් මාධ්‍යය ආම්ලික වේ.මෙම ප්‍රතික්‍රියාව භාෂ්මික හෝ උදාසීන මාධ්යවයක කල විට කැල්සියම් හයිඩ්රොමක්ස‍යිඩ් අවක්ෂේප වේ.එය වලකා ගෑනීමට ආම්ලික මාධ්‍යක ප්‍රතික්‍රියාව  සිදු වීම අවශ්‍යය. මෙහිදී මාධ්‍යය ආම්ලික වීම නිසා ඔක්සලේට් අයන මගින් ඔක්සලික් අම්ලය සාදයි. එමගින් මාධ්‍යයේ ඔක්සලේට් අයන ප්‍රමාණය අඩු වෙයි.එම නිසා මාධ්‍යයට ඔක්සලේට් අයන ලබා දීම සදහා මාධ්‍යය උදාසීන කිරීම වැදගත්ය.ඒ සදහා ඉහත පරිදි අමෝනියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් එකතු කෙරේ. එය දුබල අම්ලයක් නිසා ක්‍රමානුකූලව ඔක්සලේට අයන ලබා දීමේන් ක්‍රමවත් අවක්ෂේපයක් ලබා ගත හෑක. මාධ්‍ය භාශ්මික වීමෙන් කැල්සියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ්  සාදන නිසා එය වලක්වා ගැනීමට දර්ශකයක් යොදා ඉතා භාශ්මික වීම වලක්වා ගනී.

පද්ධතිය කාමර උෂ්ණත්වයට පත් වීමට පැය භාගයක් පමණ තබන්න.  එහිදී රත් වීම නිසා කැල්සියම් ඔක්සලේට් අවක්ෂේපයේ අගය ඉහල යයි.  එමගින් අවක්ෂේපය දිය වේ. සෙමින් සිසිල් කරන විට ක්‍රමානුකූල විශාල අවක්ෂේපයක් නැවත සෑදේ. එය පෙරහන් කඩදාසියකින් පෙරී නොයන තරමට විශාල විය යුතුය.

ඉන්පසු අවක්ෂේපය පෙරා වෙන් කර ගත යුතුය.ඒ සදහා පලමුවෙන් 0.1-0.2 % ඇමෝනියම් ඔක්සලේට් ද්‍රාවණයකින් කිහිප වරක් සේදිය යුතුය. මෙහිදී පොදු අයන ආචරණය බලපෑම හේතුවෙන් අවක්ෂේපයේ ඔක්සලේට් නෑවත ද්‍රාවණ ගත වීම වලකින් අතර ක්ලෝර‍යිඩ් අයන අවක්ෂේපයට රිංගා ගෑනීම වලකී. සියලුම ක්ලෝරයිඩ ඉවත් වූවා දෑයි නයිට්‍රික් සහ සිල්වර් ක්ලෝරයිඩ්ද්‍රාවණයක් එකතු කර අවක්ෂේපයක් සෑදේදැයි බෑලීමෙන් හැක. ඉන්පසු සංශුද්ධ ජලයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම  අවක්ෂේපය සෝදා මතුපිට රැදී ඇති ඔක්සලේට් අයන ඉවත් කල යුතු ය.

ඉන්පසු සල්පියුරික් අම්ලයෙන් අවක්ෂේපය සම්පූර්ණයෙන්ම දිය කර ගෙන අනුමාපණ ප්ලාස්කුවකට දමා උණු KMnO4 සමග අනුමාපනය කිරීමෙන් ජලයේ දිය වූ කෑල්සියම් ප්‍රමාණයය සෙවිය හෑක. පෙරදී අවක්ෂේපය තුල ක්ලෝරයිඩ් අයන ඉවත් කර නොගත හොත් මෙහිදී එම ක්ලෝරයිඩ සමග  KMnO4 ප්‍රතික්‍රියා කර Cl2 නිපදවයි. එය වැය වන  KMnO4 ප්‍රමාණය ගැන වැරදි අගයක් ලබා දේ. මෙහිදී KMnO4 උණු කිරීමෙන් ප්‍රතික්‍රියාව ආරම්භ වීමට අවශ්‍යය සක්‍රියන ශක්තිය ලබා ගනී. මෙම ප්‍රතික්‍රියාව දිගටම රත් කරමින් කිරීම අවශ්‍යනොවන්නේ සෑදෙන Mn2+ අයන ඉන්පසු ප්‍රතික්‍රියාව සදහා උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස ක්‍රියා කිරීමයි.




ස්තුතිය B2 සැමට

3 comments: