水中总硬度检测的影响因素

水中总硬度探测的影响成分

产业用水和生涯饮用水准则中，对水的总硬度有不同请求，的确测定水的硬度很重大。方今我国测定水总硬度的办法有多种：原子摄取法别离测定钙、镁等离子浓度，该办法虽麻利的确，但较琐碎；等离子发射光谱法，虽办法麻利、马上，但该仪器昂贵不遍及。EDTA滴定法测水中Ca2+、Mg2+的浓度，该办法简朴马上、的确牢靠、仪器价廉，是最罕用的办法。但由于EDTA是一种较强的广络合剂，易遭到水中别的物资或外界前提烦扰，会影响测定成绩的确性。

一、实行道理

水总硬度罕用测定办法——EDTA配位滴定法，实用于生涯饮用水、地下水、冷却水、汽锅用水、产业用水等没有严峻浑浊水样。该办法以pH=10的氨—氯化铵为缓冲溶液，以铬黑T(EBT)为批示剂，用0.01(或0.02)mol/LEDTA准则溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+。铬黑T、EDTA均能与Ca2+、Mg2+生成协做物，安定性依次CaY2-MgY2-MgIn-CaIn-。水样中插手铬黑T后，铬黑T中HIn2-与Ca2+、Mg2+贯串成安定的紫赤色协做物。而当滴入EDTA时，EDTA则先与游离的Ca2+贯串，其次与游离的Mg2+贯串，着末窃取与铬黑T贯串的Mg2+，使铬黑T的阴离子HIn2-再次游离出来，这时溶液颜色由紫赤色变化成纯蓝色，抵达滴定止境，中止滴定。在滴定中的Fe3+、Al3+对批示剂的也许孕育关闭效用，可用三乙醇胺做遮蔽剂来消除，Co2+、Cu2+、Ni2+对批示剂关闭效用，可用Na2S或KCN等做遮蔽剂来消除。

反响的方程式为，滴定前：插手铬黑T，先与Mg2+反响，

Mg2++HIn2-(蓝色)=MgIn-+H

滴定最先到计量点前：插手EDTA先与Ca2+反响，

Ca2++HY3-=CaY2-+H

再与Mg2+反响，Mg2++HY3-=MgY2-+H

计量点：着末从MgIn-中窃取Mg2+，MgIn-(紫赤色)HY3-=MgY2-+HIn2-(蓝色)

依据EDTA准则液浓度和滴准时所用EDTA的体积，可计较出水样总硬度。HIn-批示剂，HY-络合剂。

二、各式测定前提对总硬度影响

1.溶液pH值的影响

溶液pH值影响金属离子与EDTA生成络合物的安定性。pH值变低，金属离子络合物的安定常数变小，使Ca2+、Mg2+与EDTA生成的络合物不能定量孕育；pH值太高(大于12)，则Mg2+变成Mg(OH)2积淀，而不能与EDTA绝对反响。在测定前应先测定水样pH值，假设太高或太低，插手缓冲溶液也达不到测定所请求的pH值，应别离用6mol/L盐酸溶液或2.5mol/L氢氧化钠溶液调动，使水样pH值约为7，而后再加pH值为10缓冲溶液，举行下一步滴定。

2.滴定溶液温度影响

滴准时水样温度易操纵在20℃～30℃，假设温渡太低，反响速率偏慢，会孕育滴定过多假象，恰当加开水样；假设水样温渡太高，会使水样某些物资蜕变，影响Ca2+、Mg2+与EDTA螯合，恰当冷却水样。

3.缓冲溶液的影响

EDTA是弱酸，离解均衡受pH值影响，加缓冲溶液于滴定溶液中，使Ca2+、Mg2+坚持恰当pH前提。氨—氯化铵缓冲溶液pH值为10，但由于氨极易蒸发，会使缓冲溶液pH有所升高，影响总硬度的测定。因此历时现配为好，况且低温保管，取用后立刻盖好瓶塞。

在测定流程，跟着EDTA与金属离子反响所陆续释放出的H，使溶液酸度添加，影响铬合物安定性。是以，滴定流程中须加缓冲溶液，使溶液坚持确定的酸度。由于铬黑T在测定水总硬度时，对Ca2+的滴定止境改变不显然，惟有当样本中有镁存在时，滴定止境才会显然，关于自然含镁少的水样，缓冲溶液配制时最佳插手小批的Mg—EDTA，行使置换滴定法道理升高滴定止境的麻利性。在配制缓冲溶液时所插手EDTA和镁盐确定等当量，不然总硬度的测定会孕育较大滴定过错。即滴定前插手的Mg—EDTA和着末生成的Mg—EDTA的量相等，不影响滴定成绩。在滴定多个样本时，应逐一插手缓冲溶液，并立刻滴定测定，每个样本在5min内告竣为好。

4.铬黑T影响

铬黑T(C10H14NO82Na.2H2O)是一种罕用的金属离子批示剂，测定水的总硬度时，与Ca2+、Mg2+孕育紫赤色螯合物，EDTA准则溶液滴定至止境时与批示剂Ca2+、Mg2+被EDTA置换螯合，铬黑T本性显示为蓝色。铬黑T配制办法有固体和液体两种。

(1)固体批示剂的配制：

配制办法：1g铬黑T与g氯化钠搀和研细后，密封保管于棕色瓶。使历时用药匙取约50～mg，相当于铬黑T0.5～1mg。干枯的固体铬黑T性质安定，易保管，可寄放的光阴相对较长而不蜕变。毛病是做为批示剂它的用量不易操纵，假设用量过多了，显色过深，用量过少则显色过浅，如许会孕育滴定止境难以决断，还也许止境提早或延后。

(2)液体批示剂的配制：

办法1：称取铬黑T0.5g，加20ml的三乙醇胺，再加水稀释到ml，保管于棕色瓶子。

办法2：称取铬黑T0.5g、盐酸羟胺4.5g，再加ml乙醇熔解，保管于棕色瓶子。铬黑T水或乙醇溶液，易蜕变，保管光阴较短，这是由于易产生氧化或齐集反响。

办法3：称取铬黑T0.5g，插手到ml三乙醇胺中，再插手一些乙醇以升高其稠密性，批示剂的三乙醇胺溶液很安定。三乙醇胺做为溶剂配制，可放慢齐集速率，况且用EDTA滴定测定水总硬度时，铁离子和铝离子对批示剂有关闭效用，可用三乙醇胺做遮蔽剂来消除其烦扰，这是其长处。

办法4：称取铬黑T1.0g，插手丙二醇中，配成浓度为1%(w/v)铬黑T溶液，保管于棕色瓶中。

液体批示剂长处是行使便利，用量易操纵，屡屡2～3滴，平行实行止境颜色一致，易较量。毛病是：铬黑T的水和乙醇溶液不安定，用此介质配制批示剂安插太久易氧化分解，影响滴定止境窥察，分外在碱性前提下，退色快。用丙二醇配制批示剂溶液时，仪器确定干枯，稍有水分会升高铬黑T安定性。

硬度测准时，因铬黑T批示剂易被氧化，使止境不清楚，样本加完批示剂弛缓冲溶液应尽管告竣。

5.滴准光阴及速率影响

屡屡滴定确定从滴定管刻度的零点最先，如许读数都在滴定管的统一部位，能够削减过错。滴定液用去的溶液体积数应为滴定管容积的1/2～2/3。在pH值为10的溶液中铬黑T跟着光阴推移可缓缓被氧化，使止境不清楚，因此在插手铬黑T后应尽管在5分钟内告竣滴定。滴准时速率不宜太快，不然会有一些的溶液留在滴定管壁上，使读数禁止确引发过错。挨近止境时，应放慢速率，最佳2～3秒滴一滴，且轻摇瓶子，使之反响充足。

6.溶液中CO2影响

有些水样也许含有洪量HCO3-、CO32-、CO2，测定总硬度以前，应先测水中HCO3-浓度，假设大于0.mol/L，会使止境提早并呈现返红局势，因此应先插手小批盐酸，再煮沸去除CO2后再滴定。加盐酸煮沸后的水样，冷却后用浓氨水调中性，用pH试纸测直至中性。而后加氨—氯化铵缓冲溶液调动pH值至10。假设水样中H2CO3各形状总浓度小于0.mol/L，直接加缓冲溶液举行滴定，止境无返红局势。水样掏出后安插光阴不成过长，不然由于摄取空气中二氧化碳，也会呈现返红局势。

三、水样中烦扰物资影响消除

水样受处境各式成分的影响，其成分不同较大，假设含有金属离子、有机物、悬浮物等对铬黑T有关闭效用。假设滴定流程中觉察滴不到止境色，也许是Fe2+、Cu2+、Al3+、Mn2+等离子烦扰，批示剂与金属离子络合物安定性确定小于EDTA与金属离子络合物的安定性，在滴定抵达止境时批示剂能力将金属离子置换出来，溶液颜色产生改变。Fe2+、Cu2+、Al3+、Mn2+等离子与批示剂孕育更安定的络合物，EDTA不能将金属离子置换出来，呈现批示剂关闭局势，影响了水的硬度测定。

1.铁离子假设水样中铁量超出1mg/L，就会对测定有烦扰效用。可在加缓冲溶液前加g/L三乙醇胺1～3ml以遮蔽铁，况且要放慢滴定速率。若铁含量较高(大于20mg/L)时，可采取1：1三乙醇胺与5%酒石酸钾钠毗连遮蔽铁，用量根底为1：1。也可采取积淀过滤法分散以除铁。这类办法适当测含高浓度铁的地下水的总硬度，能有用去除铁的烦扰，况且滴定止境清楚，过错小。

2.铜离子假设水样中有微量铜离子存在，使测准时有关闭批示剂局势，滴定止境变化不清楚。一种办法：可在加缓冲溶液前插手0.5ml10%氰化钾，以消除铜的烦扰，即使该办法遮蔽性虽好，但它是剧毒品，会浑浊处境，尽管少用。另一种办法：在加缓冲溶液前加1ml5%硫化钠溶液，使Cu2+形势CuS积淀，过滤去除。

3.铝离子假设水样中有铝离子存在，它能吸附批示剂，使滴定止境紫色伸长不易消逝，影响测定。消除办法与铁雷同。

4.别的重金属离子假设水样中含有重金属如：铅、钴等，会使止境不易窥察。可在加缓冲溶液前，插手硫代乙醇酸溶液(15)0.5ml，便可消除。另一种办法是插手一些5%的氰化钾也可。

5.水样总碱度假设水样测准时，滴定至止境变成蓝色时，很快又返回至紫色时，注明水样的总碱度很高，此局势是由钙、镁盐类的悬浮性颗粒孕育。消除办法可将水样先用盐酸酸化、煮沸一分钟左右，便可撤除碱度。而后用NaOH溶液中庸至中性，再插手缓冲溶液和批示剂滴定，止境变色会更麻利。

6.有机物、悬浮物及胶状物资水样中有机物或胶状物资较多、颜色较深时，不易窥察止境改变。可用乙醚萃取撤除着色物。或硝酸、高氯酸举行消解，而后撤除有余酸，中庸后再举行滴定。假设受浑浊严峻，有机物、悬浮物和胶状物含量较高，可将水样在蒸汽水浴锅上蒸干后，置高温炉中(℃)灼烧30分钟，冷却后用1：1的稀盐酸熔解残渣，再用2.5mol/L的氢氧化钠溶液中庸至pH值为7，而后再滴定。

7.氧化性物资假设水样中含有氧化性物资，它能氧化批示剂，使滴定止境难以决断，消除办法是在加缓冲溶液前，插手适当的复原剂盐酸羟胺后可消除烦扰。

四、结尾语

水总硬度测准时首先应对水质有所明白，也许存在哪些烦扰离子，再取舍响应消除或遮蔽办法。溶液温度，pH值操纵，批示剂取舍，滴定的速率及滴定止境决断等都是实行胜利的关键。严刻操纵前提，留意各式影响成分，知足解析办法对测定前提请求，能力升高解析成绩的的确性和周详度。

总硬度温习题及参考谜底.4.14

一、填空题

1、总硬度是的总浓度。碳酸盐硬度又称，是总硬度的一部份，相当于与水中及贯串的、所孕育的硬度。

答：钙和镁姑且硬度碳酸盐重碳酸盐钙镁

2、非碳酸盐硬度又称，当水中、含量超出与它所贯串的

及的含量时，有余的、就与水中的氯离子、硫酸根和硝酸根贯串成非碳酸盐硬度。

答：永远硬度钙镁碳酸盐重碳酸盐钙镁

3、水的硬度原指积淀番笕的水平，主假如和的效用。

答：钙镁盐

4、EDTA滴定法测定总硬度时，如水样中铁离子含量时，可在临滴定前插手mg或数毫升遮蔽。

答：￡30mg/L氰化纳三乙醇胺

5、用EDTA滴定法测定总硬度，缓冲溶液中插手镁盐能够使。

答：含镁较低的水样在滴准时止境更麻利。

6、用EDTA滴定法测定总硬度的道理是：在pH10的前提下，用络合滴定钙和镁离子，认为批示剂，滴定中，游离的和首先与

反响，孕育溶液，抵达止境时溶液的颜色由

色变成色。

答：EDTA溶液铬黑T钙镁离子EDTA紫红或紫色紫亮蓝

7、使、、的烦扰减至最小；能削减的烦扰。加氰化钠前确定保证溶液呈性。

答：氰化物锌铜钴三乙醇胺铝碱

8、当试样含正磷酸盐1mg/L时,钙可与之生成。若同时还存在铝、钡、铅、锰等离子烦扰时，应改用法测定。

答：积淀原子摄取

9、EDTA滴定法测定总硬度实用于测定水和水，不实用于测定，如。本法测定的最低浓度为。

答：地下大地含盐高的水海水0.05mmol/L

10、1mmol/L硬度相当于德国（硬）度。

答：5.61

二、决断题（确实的打?，差错的打′）

1、EDTA具备普遍的络合功能,险些能与悉数的金属离子孕育络合物，其构成比险些均为1：1的螯合物。（）答：√

2、用EDTA滴定法测定总硬度，插手氰化钠做遮蔽剂时，确定保证溶液呈碱性。（）

答：√

3、用EDTA滴定法测定总硬度,在邻近滴定止境时,滴定速率要稍快。()

答：×（挨近止境时宜稍慢，并充足振摇。）

4、处境监测中罕用络合滴定法测定水的总硬度。（）答：×（EDTA滴定法）

5、总硬度是指水样中各式能和EDTA络合的金属离子总量。（）

答：×（总硬度是钙和镁的总浓度。）

6、（1）碳酸盐硬度相当于钙、镁离子与水中碳酸盐及重碳酸盐贯串所孕育的硬度。（）答：√

（2）非碳酸盐硬度是指水中有余的钙、镁离子与氯离子、硫酸根和硝酸根贯串，孕育的硬度。（）答：√

7、（1）碳酸盐硬度又称“永硬度”。（）答：×（暂硬度）

（2）非碳酸盐硬度又称“暂硬度”。（）答：×（永硬度）

8、国度生涯饮用水准则GB/T-是GB/T-的晋级取代准则。答：×

前者是《生涯饮用水准则试验办法》，即水质试验时确定尊循的试验办法；后者是《生涯饮用水卫生准则》，人们常说的水质卫生请求准则。它之间不存在取代的题目。

三、取舍题（取舍确实的谜底序号填入）

1、一个德国度是指()答：（1）（10mg/LCaO）

⑴1升水中含10mg氧化钙（10mg/LCaO）;

⑵1升水中含10mmol氧化钙（10mmol/LCaO）;

⑶1升水中含10mg钙离子（10mg/LCa2+）。

21、在恰当的pH前提下,水中的Ca2+、Mg2+可与EDTA举行()

答：（2）络合反响

⑴和反响;⑵络合反响;⑶置换反响;⑷氧化复原反响。

2、测定硬度的水样,搜罗后,每升水样中应插手2ml做保管剂（使pH降至

左右）。答：⑵浓硝酸（5）1.5

⑴NaOH;⑵浓硝酸;⑶KOH；（4）2.5（5）1.5

3、在用EDTA滴定法测定总硬度时,以铬黑T为批示剂,用EDTA二钠镁和氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液,主假如()答：（3）

⑴添加镁离子生成同离子效应;

⑵加大滴定液中的EDTA量,使反响绝对;

⑶添加镁离子,以得到优越的止境显示。

4、用EDTA滴定法测定总硬度时,在插手铬黑T后要立刻举行滴定，其目标是（）答：（1）（在pH10的溶液中，铬黑T永劫间的置入，可被冉冉氧化。）

⑴避让铬黑T氧化；

⑵使止境显然；

⑶削减碳酸钙及氢氧化镁的积淀。

5、用EDTA准则溶液滴准时，一切滴定流程应在内告竣。答：（2）5min

⑴2min；⑵5min；⑶10min。

6、当水样在滴定流程中，虽插手了过多的EDTA溶液亦没法变蓝色，呈现这一局势的出处也许是溶液pH（）。答：（1）偏低

（1）偏低（2）偏高

四、问答题

1、简述用EDTA滴定法测定水中总硬度职掌时，紧要留意哪些题目?

答：（1）水样如系酸性或碱性，运用氢氧化钠或盐酸溶液中庸后，再插手缓冲溶液。

（2）邻近滴定止境时，屡屡插手滴定剂应小批，并充足振摇。

（3）在插手铬黑T批示剂后要立刻举行滴定，一切滴定流程应在5min内告竣。

（4）操纵缓冲溶液的pH（pH10），在炎天永远寄放和时常翻开瓶塞，将引发氨水浓度升高，使pH下落。

2、用EDTA滴定法测定钙和镁总量时，怎么举行采样和样本保管？

答：搜罗水样可用硬质玻璃瓶（或聚乙烯容器），采样前先将瓶洗净。采样时用水洗濯3次，再搜罗于瓶中。

搜罗自来水及有抽水装备的井水时，应先放水数分钟，使积留在水管中的杂质流出，而后将水样搜聚于瓶中。搜罗无抽水装备的井水或江、河、湖等大地水时，可将采样装备浸入水中，使采样瓶口位于水面下20—30cm，而后拉开瓶塞，使水加入瓶中。

水样搜罗后（尽管送往实行室），应于24h内告竣测定。不然，每升水样中应插手2mL浓硝酸做保管剂（使pH降至1.5左右）。

3、硬度的示意办法有几种？各是甚么？

答：硬度的示意办法有五种。即：mmol/L、德国硬度（°DH）、英国硬度（°Clark）、法国硬度（degreeF）、美国硬度（mg/L）。

4、甚么叫缓冲溶液？

答：缓冲溶液是一种能对溶液酸碱度起安定效用的试液。它本领受加入此中的小批强酸或强碱性物资以及用水稀释的影响而坚持溶液pH值根底稳固。

参考质料

1、《水和废水监测解析办法》第三版

2、《处境水质监测原料保证手册》第二版

3、《水和废水监测解析办法指南》中册

4、水质钙和镁总量的测定EDTA滴定法（GB—87）