水的总硬度检测

水的总硬度检测水的硬度原系指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是由于水中的钙、镁离子，此外铁、铝、锰、锶及锌等金属离子也有同样的作用。总硬度可将上述离子的浓度相加进行计算。此法准确，但比较繁琐，而且在一般情况下钙、镁离子以外的其他金属离子浓度都很低，所以多采用乙二胺四乙酸二钠容量法测定钙、镁离子的总量，并经过换算，以每升水中碳酸钙的毫克数表示。一、乙二胺四乙酸二钠滴定法1、应用范围1.1本法适用于测定生活饮用水及其水源水中的总硬度。1.2本法的干扰物质有以下两类。1.1.1悬浮性或胶体有机物可影响终点的观察。此时可将水样蒸干并于550℃灰化，干扰即可除去。1.1.2金属离子如Cu2+、Ni2+、Co2+、Al3+、Fe3+及高价锰等，由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长。硫化钠及氯化钾可掩蔽重金属的干扰，盐酸羟胺可使高铁离子及高价锰离子还原为低价离子而消除其干扰。1.1.3若取50ml水样，本法测定的最低检测浓度为1.0mg/L。2、原理乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）在pH为10的条件下与水中的钙、镁离子生成无色可溶性络合物，指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色络合物。用EDTA-2Na滴定钙、镁离子至终点时，钙、镁离子全部与EDTA-2Na络合而使铬黑T游离，溶液即由紫红色变为蓝色。3、仪器3.1125ml三角瓶。3.210或25ml滴定管。4、试剂4.10.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液：称取3.72g乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2O，简称EDTA-2Na)，溶于纯水中，并稀释至1000ml，按4.1.1至4.1.3标定其准确浓度。4.1.1锌标准溶液：准确称取0.6～0.8g的锌粒，溶于1＋1盐酸中，置于水浴上温热至完全溶解。移入容量瓶中，定容至1000ml。M1=式中：M1——锌标准溶液的摩尔浓度，0.01mol/L；W——锌的重量，g；M——锌的分子量是65.37,g。4.1.2吸取25.00ml锌标准溶液于150ml三角瓶中，加入25ml纯水，加氨水调至近中性，再加2ml缓冲溶液（4.2）及5滴铬黑T指示剂，用EDTA-2Na溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色。按下式计算。M1=式中：M2——EDTA-2Na溶液的摩尔浓度，0.01mol/L；M1——锌标准溶液的摩尔浓度，0.01mol/L；V1——锌标准溶液体积体积，ml；V2——EDTA-2Na溶液体积，ml；4.1.3校正EDTA-2Na溶液的摩尔浓度为0.0100mol/L；4.2缓冲溶液（pH10）4.2.1称取16.9g氯化铵(NH4Cl),溶于143ml浓氢氧化铵中。4.2.2称取0.780g硫酸镁(MgSO4·7H2O)及1.178g乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2O)，溶于50ml纯水中，加入2ml氯化铵-氢氧化铵溶液（4.2.1）和5滴铬黑T指示剂(此时溶液应呈紫红色，若为天蓝色，应再加极少量硫酸镁使呈紫红色)。用0.0100mol/LEDTA-2Na溶液滴定至溶液由紫红色变为天蓝色，合并4.2.1及4.2.2两种溶液，并用纯水稀释至250ml，合并后如溶液又变为紫色，在计算结果时应扣除试剂空白。注：①氢氧化铵-氯化铵缓冲液应贮存于聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中。防止使用中因反复开盖，使氨水浓度降低而影响PH值。②配制缓冲溶液时，加入EDTA-Mg是为了使某些含镁较低的水样滴定终点更敏锐。如果备有市售EDTA-Mg试剂，则可直接取1.25gEDTA-Mg，配入250ml缓冲溶液中。③EDTA-2Na滴定钙、镁离子时，以铬黑T为指示剂其溶液在PH值9.7～11的范围内，越偏碱终点越敏锐。但可使碳酸钙及氢氧化镁沉淀，从而造成滴定误差。因此滴定选用PH值10为宜。4.30.5%铬黑T指示剂：称取0.5g铬黑T(C20H12O7N3SNa)，用95%乙醇溶解并稀释至100ml，置于冰箱中保存，可稳定一个月。固体指示剂：称取0.5铬黑T，加入100g氯化钠，研磨均匀，贮于棕色瓶内，密塞备用，可较长期保存。注：铬黑T指示剂配成溶液后较易失效。如果在滴定时终点不敏锐，而且加入掩蔽剂后仍不能发送则应重新配制指示剂。4.45%硫化钠溶液：称取5.0硫化钠(Na2S·9H2O)溶于纯水中，并稀释至100ml。4.51.0%盐酸羟胺溶液：称取1.0g盐酸羟胺(NH2OH·HCl)，溶于纯水中，并稀释至100ml。4.610%氰化钾溶液：称取10.0g氰化钾(KCN)溶于纯水中，并稀释至100ml。注意此溶液剧毒！5、步骤5.1吸取50.0ml水样(若硬度过大，可少取水样用水稀释至50ml。若硬度过小，改取100ml),置于150ml三角瓶中。注：为防止碳酸钙及氢氧化镁在碱性溶液中沉淀，滴定时水样中的钙、镁离子含量不能过多，若取50ml水样，所消耗的0.01mol/LEDTA-2Na溶液体积应少于15ml。5.2若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗，可另取水样，加入1.0%盐酸羟胺溶液0.5ml及5%硫化钠溶液1ml或10%氰化钾溶液0.5ml。5.3加入1～2ml缓冲溶液（4.2）及5滴铬黑T指示剂(或一小勺固体指示剂)（4.3），立即用0.01mol/LEDTA-2Na标准溶液滴定，充分振摇，至溶液由紫红色变为蓝色，即表示到达终点。6、计算C==式中：C——水样的总硬度（CaCO3），mg/L；V1——EDTA-2Na溶液的消耗量，ml；V2——水样体积，ml；总硬度除用碳酸钙表示外，尚可用度及毫克当量/升表示。其朴素换算方法见表1。表1硬度单位换算硬度单位毫克当量/升度硫酸钙，mg/l毫克当量/升度硫酸钙，mg/l10.356330.019982.80410.056050.04517.84717、精密度与准确度经83个试验室测定硬度为136.0和20.7mg/L碳酸钙(CaCO3)的合成水样，其他成分的浓度(mg/L)为:氟化物，1.30和0.43；硫酸盐，93.6和7.2；可溶性总固体，338和54；氯化物,87.9和18.4等；相对标准差分别为2.3%和7.6%；相对误差为0和2.9%。