如何检测水的硬度?

雨花石原唱2023-02-12  35

水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量,它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,称之为暂时硬度;而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分,因其性质比较稳定,不能够通过加热的方式除去,故称为永久硬度。 硬度又分为钙硬和镁硬,钙硬是由Ca2+引起的,镁硬是由Mg2+引起的。 水硬度是表示水质的一个重要指标,对工业用水关系很大。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此,水的总硬度即水中钙、镁总量的测定,为确定用水质量和进行水的处理提供依据。

水的总硬度测定的方法

一、原理

测定自来水的硬度,一般采用络合滴定法,用EDTA标准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、总量然后换算为相应的硬度单位。

用EDTA滴定Ca2+、Mg2+总量时,一般是在pH=10的氨性缓冲溶液进行,用EBT(铬黑体)作指示剂。化学计量点前,Ca2+、Mg2+和EBT生成紫红色络合物,当用EDTA溶液滴定至化学计量点时,游离出指示剂,溶液呈现纯蓝色。

由于EBT与 Mg2+ 显色灵敏度高,与Ca2+显色灵敏度低,所以当水样中Mg2+含量较低时,用EBT 作指示剂往往得不到敏锐的终点。这时可在EDTA标准溶液中加入适量的Mg2+(标定前加入Mg2+对终点没有影响)或者在缓冲溶液中加入一定量Mg2+—EDTA盐,利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性,也可采用酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,此时终点颜色由紫红色变为蓝绿色。

滴定时,Fe3+,Al3+ 等干扰离子,用三乙醇胺掩蔽;Cu2+,Pb2+,Zn 2+ 等重金属离子则可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。

本实验以CaCO3 的质量浓度(mg/L)表示水的硬度。我国生活饮用水规定,总硬度以 CaCO3计,不得超过450 mg/L。

计算公式:水的硬度= ×100.09(mg/L)式中C为EDTA的浓度,V为EDTA的体积,100.09为CaCO3的质量

二、试剂

1、EDTA标准溶液(0.01mo/L):称取2 g乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y.2H2O)于250 mL 烧杯中,用水溶解稀释至500mL 。如溶液需保存,最好将溶液储存在聚乙烯塑料瓶中。

2、氨性缓冲溶液(pH=10):称取20g NH4Cl固体溶解于水中,加100ml浓氨水,用水稀释至1L。

3、铬黑体(EBT)溶液(5g.L-1):称取0.5 g铬黑体,加入25mL 三乙醇胺、75 mL乙醇

4、Na2S 溶液(20g/L)

5、三乙醇氨溶液(1+4)

6、盐酸(1+1)

7、氨水(1+2)

8、甲基红:1g/L 60%的乙醇溶液

9、镁溶液:1gMgSO4.7H2O 溶解于水中,稀释至200mL

10、CaCO3基准试剂:120℃干燥2h。

11、金属锌(99.99%):取适量锌片或锌粒置于小烧杯中,用 0.1mol/LHCl清洗1min,以除去表面的氧化物,再用自来水和蒸馏水洗净,将水沥干,放入干燥箱中100℃烘干(不要过分烘烤,)冷却。

水的硬度的测定实验是:在pH10 的条件下,用EDTA 溶液络合滴定钙和镁离子,用铬黑T 作指示剂。铬黑T能与水中钙和镁离子形成紫色或紫红色络合物。

滴定中游离的钙、镁离子首先与EDTA 反应,与指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA 反应,到达终点时,钙、镁离子全部与EDTA络合而使铬黑T 游离,溶液由紫红色变为天蓝色。

验的仪器是:50 ml 酸式滴定管,100 mL 量筒,250 mL 三角瓶。

 实验的药品是:乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA-2Na 或Na2H2Y-2H2O),氯化铵,硫酸镁,铬黑T,硫化钠,盐酸羟胺,浓氨水,碳酸钙或锌粒,氯化钠。

水的硬度实验步骤是:

1、吸取50 mL 水样(若硬度过大,超过3.6 mmol/L 时可少取水样,用蒸馏水稀释至50 mL),置于150 mL 三角瓶中。

2、若水样中有其他金属离子干扰,滴定时终点拖长或颜色发暗,可加入1 mL 5%硫化钠溶及5 滴1%盐酸羟胺溶液。

3、加入2 mL 缓冲溶液及5 滴铬黑T 指示剂(或一小勺约0.2 g 固体指示剂),立即用EDTA 标准溶液滴定,起初滴定速度宜稍快并要用力摇动,近终点时要慢滴多摇,颜色由紫红色或紫色变为天蓝色时为终点。平行滴定三份。所耗EDTA 标准溶液体积全距应不大于0.1 mL。


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