水的硬度測(cè)定參考模板

1、水的硬度測(cè)定摘要：水是生命之源，水的一些性質(zhì)與我們的生活息息相關(guān)，它帶給了我們幸福，也會(huì)帶給我們?yōu)碾y。了解水的性質(zhì)，利用水的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)生活，我們會(huì)更加安全地使用水，并且能夠避免一些災(zāi)難發(fā)生。水的硬度就是水的重要性質(zhì)之一。水的硬度最早是指沉淀肥皂的程度。水變“硬”的原因，主要是鈣和鎂鹽的作用。因此，水的硬度的精確定義是水中的鈣離子和鎂離子的含量（以mmol/L表示），又稱(chēng)為總硬度。這兩種離子的含量越高，水的硬度就越大。通過(guò)水的硬度測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，我們除了可以掌握水的硬度測(cè)定的原理、方法及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作方法步驟外，還能更加深入地了解不同的水樣的軟硬度，讓我們的生活變得更加安全、舒適、健康。關(guān)鍵詞：

2、水的硬度；概念；實(shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)過(guò)程； 一、 水的硬度水是生命之源，水的一些性質(zhì)與我們的生活息息相關(guān)，它帶給了我們幸福，也會(huì)帶給我們?yōu)碾y。了解水的性質(zhì)，利用水的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)生活，我們會(huì)更加安全地使用水，并且能夠避免一些災(zāi)難發(fā)生。水的硬度就是水的重要性質(zhì)之一。（一） 、水的硬度的概念水的硬度最早是指沉淀肥皂的程度。某些水體中的水會(huì)與肥皂形成大量的渣滓，使肥皂失去去污作用，這種水稱(chēng)為“硬水”。人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，地下水從地層深處流出的泉水和深井水比較“硬”，多屬于硬水，雨水，池塘，小溪等地面水比較“軟”，屬于軟水。水變“硬”的原因，主要是鈣和鎂鹽的作用。鈣占地球上元素豐度的第五位，鎂為第八位。當(dāng)水經(jīng)

3、過(guò)石灰石、白云石、石膏等巖層時(shí)，會(huì)溶解部分鈣和鎂，因此自然界水體中總是或多或少地含有鈣、鎂離子。鈣和鎂可以與肥皂中的主要成分（脂肪酸鈉）形成脂肪酸鈣和脂肪酸鎂沉淀，使肥皂失效。因此，水的硬度的精確定義是水中的鈣離子和鎂離子的含量（以mmol/L表示），又稱(chēng)為總硬度。這兩種離子的含量越高，水的硬度就越大。硬水是指硬度為1630度的水，而軟水是硬度低于8度的水。（二）、水的硬度的表示方法不同國(guó)家水的硬度的表示方法有所不同：德國(guó)硬度(ºDH)：1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaO，其硬度即為1個(gè)德國(guó)硬度。美國(guó)硬度(mg/L)：1L水中含有相當(dāng)于1mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)美國(guó)硬度。法國(guó)

4、硬度(degree F)：1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)法國(guó)硬度。英國(guó)硬度(ºClark): 1L水中含有相當(dāng)于14.28mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)英國(guó)硬度。1 / 5換算關(guān)系為 1mmol/L=5.61 ºDH=100 mg/L=7.02 ºClark=10 degree F我國(guó)目前最普遍使用的水的硬度表示方法和德國(guó)硬度表示方法相同。（三）、水的軟硬度與人們的生產(chǎn)生活1、 水的硬度與生活首先了解一下鈣鎂離子與人體健康的關(guān)系。鈣鎂離子是人體每天必需的營(yíng)養(yǎng)素，如果水有一定硬度，通過(guò)飲水就可以補(bǔ)充一定量的鈣鎂離子。長(zhǎng)期服用軟水的人，則需要

5、通過(guò)其他途徑補(bǔ)充。其實(shí)，水的硬度太高和太低都不好，因?yàn)樗挠捕群鸵恍┘膊∮忻芮嘘P(guān)系。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在水硬度較高地區(qū)心血管疾病發(fā)病率較低。我國(guó)飲用水規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是不能超過(guò)25度，最適宜的飲用水的硬度為818度，屬于輕度或中度硬水。水的軟硬與飲用口感：水的口感與軟硬也有關(guān)系，多數(shù)礦泉水硬度較高，所以使人感到清爽可口，而軟水顯得淡而無(wú)味。但用硬水泡茶，沖咖啡，口感將受到影響，所以，喝茶時(shí)尤其是喝綠茶時(shí)最好用軟一點(diǎn)的水來(lái)沖泡。水的軟硬與身感：洗澡后感覺(jué)爽滑的是硬水，而感覺(jué)總沖洗不干凈的是軟水。2、水的硬度與生產(chǎn) 由于水中含有各種離子以及一些雜質(zhì)，容易使鍋爐中產(chǎn)生水垢。鍋爐的給水和鍋水的組成、性質(zhì)以

6、及生成水垢的具體條件不同，使水垢在成分上有很大的差別。如按其化學(xué)組成，水垢可以分為下列幾種，其特性和結(jié)垢的部位簡(jiǎn)述如下： a) 碳酸鹽水垢  碳酸鹽水垢的成分以碳酸鈣為主，也有少量的碳酸鎂。其特性按其生成條件不同。有堅(jiān)硬性的硬垢；也有疏松海綿狀的軟垢。此類(lèi)水垢具有多孔性。比較容易清除：它常在鍋爐水循環(huán)較嘎的部位和給水的進(jìn)口處結(jié)生。 b) 酸鹽水垢  硫酸鹽水垢的主要成分是硫酸鈣。它的特性是特別堅(jiān)硬和致密。它常沉積在鍋爐內(nèi)溫度最高。蒸發(fā)率最大的蒸發(fā)面上。 c) 硅酸鹽水垢  硅酸鹽水垢的主要成分是硬硅鈣石(

7、5CaO·5Si02·H2O)或鎂橄欖石(MgOSiO2)；另一種是軟質(zhì)的硅酸鎂，主要成分是蛇紋石(3MgO·2SiO2·2H2O)：一般二氧化硅的含量都在20以上。 它的特性是非常堅(jiān)硬，導(dǎo)熱性非常小，它常常容易在鍋爐溫度高的蒸發(fā)面上沉積。 d) 混合水垢  混合水垢是由鈣、鎂的碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽以及鐵鋁氧化物等組成，很難指出其中哪一種是最主要的成分。主要是由于使用不同成分的水質(zhì)生成的。二、 水的硬度實(shí)驗(yàn)（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160; 1、掌握EDTA的配制及用硫酸鎂標(biāo)定EDTA的基本原理與方法；1、了

8、解水的硬度的概念及其表示方法；2、掌握配位滴定的基本原理、方法和計(jì)算、學(xué)會(huì)判斷配位滴定的終點(diǎn)；3、掌握鉻黑T、鈣指示劑的使用條件和終點(diǎn)變化；4、掌握容量瓶、移液管和滴定管的正確使用。（二）、基本操作 1、電子天平的使用 2、容量甁的使用 3、滴定管的使用 （三）、儀器與試劑 1、儀器   電子天平（0.1mg）、容量瓶（250mL）、移液管（20mL）、酸式滴定管（50mL）、錐形瓶（250mL）、燒杯(250mL、500mL)、玻璃棒、表面皿、硬質(zhì)玻璃瓶 2、試劑   pH

9、=10.0的緩沖溶液；鉻黑T指示劑（EBT）；EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mmol/L）；滴定水樣(四)、實(shí)驗(yàn)原理1、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與滴定乙二胺四乙酸二鈉鹽(習(xí)慣上稱(chēng)EDTA)是有機(jī)配位劑，能與大多數(shù)金屬離子形成穩(wěn)定的1:1 型的螯合物，計(jì)量關(guān)系簡(jiǎn)單，故常用作配位滴定的標(biāo)準(zhǔn)溶液。通常采用間接法配制EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)定EDTA溶液的基準(zhǔn)物很多，如金屬Zn、Ni、Pb 、Bi、Cu等，金屬氧化物ZnO、Bi2O3等及鹽類(lèi)CaCO3、MgSO4· 7H2O、Zn(Ac)2·3H2O 等。通常選用其中與被測(cè)物組分相同的物質(zhì)作基準(zhǔn)物，這樣，

10、標(biāo)定條件與測(cè)定條件盡量一致，可減小誤差。如果用被測(cè)元素的純金屬或化合物作基準(zhǔn)物質(zhì)，就更為理想。本實(shí)驗(yàn)采用CaCO3作基準(zhǔn)物標(biāo)定EDTA，以鈣指示劑作指示劑，用1mol·L1的NaOH控制溶液滴定時(shí)的pH為1213。因?yàn)殁}指示劑一般在強(qiáng)堿性下使用。2、水硬度的測(cè)定測(cè)定時(shí),先用緩沖溶液調(diào)節(jié)溶液的pH=10左右。滴定前,當(dāng)加入指示劑鉻黑T時(shí),它首先與水中少量的Ca2+、Mg2+配位形成酒紅色的配合物CaIn2-、MgIn2-,具體反應(yīng)為Ca2+ + HIn2- （藍(lán)色）=CaIn2- （酒紅色） + H+Mg2+ + HIn2- （藍(lán)色）=MgIn2- （酒紅色） + H+當(dāng)用EDTA溶液

11、滴定時(shí),EDTA便分別與水中游離的Ca2+,Mg2+離子配位,接近終點(diǎn)時(shí),因CaY2-、MgY2-的穩(wěn)定性大于CaIn2-、MgIn2-,故EDTA奪取CaIn2-、MgIn2-中的Ca2+、Mg2+,使鉻黑T游離出來(lái)，即CaIn2- （酒紅色）+ H2Y2- =CaY2- + HIn2- （藍(lán)色）+ H+MgIn2- （酒紅色）+ H2Y2- =MgY2- + HIn2- （藍(lán)色）+ H+這時(shí)溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色,指示終點(diǎn)到達(dá)。根據(jù)等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則,根據(jù)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積,可按下式計(jì)算水的總硬度。3、結(jié)果表示鈣和鎂的總量（mmol/L）用下式計(jì)算 = c1V1V0 C1ED

12、TA二鈉溶液的濃度（mmol/L）；V1滴定中消耗EDTA二鈉溶液的體積；V0式樣體積（mL）。（五）、實(shí)驗(yàn)步驟1、量取100ml透明水樣注入250ml錐形瓶中。如果水樣混濁，取樣前應(yīng)過(guò)濾。 注：水樣酸性或堿性很高時(shí)，可用5%氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液（1+4）中和后再加緩沖溶液。 2、加入5ml氨緩沖液和4-2滴鉻黑T指示劑。 注：碳酸鹽硬度較高的水樣，在加入緩沖溶液前應(yīng)先稀釋或先加入所需EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液量的80%90%（記入滴定體積內(nèi)），否則緩沖溶液加入后，碳酸鹽硬度析出，終點(diǎn)拖長(zhǎng)。 3、在不斷搖動(dòng)下用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色即為終點(diǎn)，記錄EDTA溶液消耗的體積。（全過(guò)程應(yīng)于5mi

13、n內(nèi)完成，溫度不應(yīng)低于15。） 4、另取100ml級(jí)試劑水，作空白試驗(yàn)（六）、測(cè)定硬度時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)： 1）若水樣中的酸性或堿性較高時(shí)應(yīng)先用0.1mnaOH或0.1M的鹽酸中和后再 加緩沖溶液。 2）對(duì)碳酸鹽硬度較高的水樣，在加入緩沖液前應(yīng)先稀釋或加入所需要EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液量的8090%（記入在所消耗的體積內(nèi)）否則可能析出碳酸鹽沉淀使滴定終點(diǎn)延長(zhǎng)。 3）滴定過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)滴不到終點(diǎn)色或指示劑加入后顏色呈灰紫色時(shí)可能是Fe，Cu，Al，Mn等離子的干擾，可在指示劑加入前先加入0.2克硫酸和2ml三乙醇胺進(jìn)行聯(lián)合掩消除干擾。 4）冬季水溫較低時(shí)絡(luò)合反映速度較慢，容易造成過(guò)滴定而產(chǎn)生誤差，可將水樣預(yù)先加熱至3040后進(jìn)行滴定或緩慢滴定。 5）若水樣混濁或加入氨緩沖液后生成Fe（OH）2，妨礙終點(diǎn)觀察，而需用濾約過(guò)濾時(shí)，應(yīng)注意濾約本身常帶有硬度，可先用水樣將濾紙充分洗滌后使用。三、結(jié)語(yǔ)通過(guò)水的硬度測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，我們除了可以掌握水的硬度測(cè)定的原理、方法及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作方法步驟外，還能更加深入地了解不同的水樣的軟硬度，讓我們的生活變得更加安全、舒適、健康。參考文獻(xiàn)：1沈永玲,吳