實驗水的硬度的測定

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實驗11 水的硬度的測定一實驗目的1. 了解水硬度的概念、測定原理及方法2.掌握滴定的基本操作及相關儀器的使用方法二背景知識及實驗原理1. 背景知識精品文檔，你值得期待水的硬度是指水中Ca2+、Mg2+濃度的總量，是水質的重要指標之一。如果水中Fe2+、Fe3+、Sr2+、Mn2+、Al3+等離子含量較高時，也應計入硬度含量中；但它們在天然水中一般含量較低，而且用絡合滴定法測定硬度，可不考慮它們對硬度的貢獻。有時把含有硬度的水稱為硬水（硬度8度），含有少量或完全不含硬度的水稱為軟水（硬度8度）。水的硬度于健康少有危害。一般硬水可以飲用，并且由于Ca(HCO3)2的存在

2、而有一種蒸餾水所沒有的、醇厚的新鮮味道；但是長期飲用硬度過低的水，會使骨骼發(fā)育受影響；飲用硬度過高的水，有時會引起胃腸不適。通常高硬度的水，不宜用于洗滌，因為肥皂中的可溶性脂肪酸遇Ca2+、Mg2+等離子，即生成不溶性沉淀，不僅造成浪費，而且污染衣物。近年來，由于合成洗滌劑的廣泛應用，水的硬度的影響已大大減小了。但是，含有硬度的水會使燒水水壺結垢，帶來不便。尤其在化工生產中，在蒸汽動力工業(yè)、運輸業(yè)、紡織洗染等部門，對硬度都有一定的要求，高壓鍋爐用水對硬度要求更為嚴格。因為蒸汽鍋爐若長期使用硬水，鍋爐內壁會結有堅實的鍋垢，而鍋垢傳熱不良，不僅造成燃料浪費，而且易引起鍋爐爆炸。因此，為了保證鍋爐安

3、全運行和工業(yè)產品質量，對鍋爐用水和一些工業(yè)用水，必須軟化處理之后，才能應用。去除硬度離子的軟化處理，是水處理尤其工業(yè)用水處理的重要內容。通常對生活用水要求總硬度不得超過4.45mmol/L，低壓鍋爐用水不超過1.25mmol/L；高壓鍋爐用水不超過0.0178mmol/L。硬度的單位有不同表示方法，分述如下： mmol/L：是現(xiàn)在硬度的通用單位。 mg/L（以CaCO3計），因為1molCaCO3的量為100.1g，所以1mmol/L=100.1mg/LCaCO3。德國硬度（簡稱度，單位°DH）：國內外應用較多的硬度單位。 1德國硬度相對于水中10mg(CaO)所引起的硬度，即1度；

4、1度=10mg/L（以CaO計）；1mmol/L（CaO）=56.1÷10=5.61°DH 2. 實驗原理本實驗采用配位滴定法進行測定。配位滴定法是利用配合物反應進行滴定分析的容量分析方法。最常用的配合劑是乙二胺四乙酸二鈉鹽，簡稱EDTA，通常用Na2H2Y來表示。EDTA可以與多種金屬離子形成1:1的螯合物。測定水的硬度時，EDTA與鈣、鎂的反應為：Ca2+ H2Y2-= CaY2- +2H+Mg2+ H2Y2-= MgY2- +2H+EDTA與Ca2+、Mg2+反應達到終點時溶液無明顯顏色變化，需要另加入指示劑。在配合滴定中，通常利用一種能與金屬離子生成有色配合物的顯色

5、劑來指示滴定過程中金屬離子濃度的變化，成為金屬離子指示劑。本實驗選擇鉻黑T作指示劑。通常以NaH2In表示，在pH9.010.5的溶液中，以HIn2-的形式存在，成呈藍色。在含有Ca2+、Mg2+的水中加入鉻黑T指示劑，與Ca2+、Mg2+配合，具體反應為：Ca2+ HIn2- （藍色）= CaIn- （酒紅色） +H+Mg2+ HIn2- （藍色）= MgIn- （酒紅色） +H+用EDTA滴定時，EDTA首先與游離的Ca2+、Mg2+離子反應，接近終點時，由于 CaIn-、 MgIn-配離子沒有 CaY2-、 MgY2- 配離子穩(wěn)定，EDTA會將Ca2+、Mg2+離子從指示劑配離子中奪取出

6、來，即 CaIn- （酒紅色）+ H2Y2- = CaY2- + HIn2-（亮藍色） +H+Mg In- （酒紅色）+ H2Y2- = MgY2- + HIn2-（亮藍色） +H+當溶液由酒紅色變?yōu)榱了{色時，表示達到滴定終點。由于反應進行時生成H+，使溶液酸度增大，影響配合物穩(wěn)定，也影響終點的觀察，因此需要加入緩沖溶液，保持溶液酸度在pH=10左右。在pH=10的（NH3·H2O-NH4Cl）緩沖溶液中，鉻黑T與水中Ca2+、Mg2+形成紫紅色絡合物，然后用EDTA標準溶液滴定至終點時，置換出鉻黑T使溶液呈現(xiàn)亮藍色，即為終點。根據EDTA標準溶液的濃度和用量便可求出水樣中的總硬度。

7、三實驗儀器及藥品1. 酸式滴定管 (25mL)，移液管（100mL2支），錐形瓶（250mL3個） 2. 10mmol/LEDTA標準溶液：稱取3.725gEDTA鈉鹽（Na2-EDTA·2H2O），溶于水后傾入1000mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。3. 鉻黑T指示劑：稱取0.5g鉻黑T與100g氯化鈉NaCl充分研細混勻，盛放在棕色瓶中，塞緊。4. 緩沖溶液（pH»10）Mg-EDTA鹽全部溶液：稱取0.78g硫酸鎂（MgSO4·7H2O）和1.179gEDTA二納（Na2-EDTA·2H2O）溶于50mL水中，加2mL配好的氯化銨的氨水溶液和0.

8、2g左右鉻黑T指示劑干粉。此時溶液應顯紫紅色（如果出現(xiàn)藍色，應再加少量硫酸鎂使變?yōu)樽霞t色。稱取16.9gNH4Cl溶于143mL濃氨水中，加Mg-EDTA鹽全部溶液，用水稀釋至250mL。5. 10mmol/L鈣標準溶液：準確稱取0.500g分析純碳酸鈣CaCO3（預先在105110下干燥2h）放入500mL燒杯中，用少量水潤濕。逐滴加入4mol/L鹽酸至碳酸鈣完全溶解。加100mL水，煮沸數(shù)分鐘（除去CO2），冷至室溫。加入數(shù)滴甲基紅指示液（0.1g溶于100mL60%乙醇中），逐滴加入3mol/L氨水直至變?yōu)槌壬?，轉移至500mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。此溶液1.00mL=1.00m

9、gCaCO3=0.4008mg鈣。6. 酸性鉻藍K與萘酚綠B（m/m=1:(22.5)）混合指示劑（KB指示劑）：將KB與NaCl按1:50比例混合研細混勻。7. 三乙醇胺（20%），Na2S溶液（2%），4mol/LHCl溶液，10%鹽酸羥胺溶液（現(xiàn)用現(xiàn)配）8. 2mol/LNaOH溶液：將8gNaOH溶于100mL新煮沸放冷的水中，盛放在聚乙烯瓶中。四實驗內容與操作1. EDTA的標定分別吸取3份20.00mL10mmol/L鈣標準溶液于250mL錐形瓶中，加入20mLpH»10的緩沖溶液和0.2gKB指示劑，用EDTA溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)樗{綠色，即為終點，紀錄用量。按下式

10、計算EDTA溶液的量濃度（mmol/L）。式中 CEDTAEDTA標準溶液的濃度（mmol/L）； V消耗EDTA溶液的體積（mL）；C1鈣標準溶液的濃度（mmol/L）V1鈣標準溶液的體積（mL） 2. 水樣的測定 （1）吸取100mL自來水水樣3份，分別放入250mL錐形瓶中 （2）加入5mL緩沖溶液 （3）加入 0.2g（約1小勺）鉻黑T指示劑，溶液呈明顯的紫紅色 （4）立即用標定好的EDTA標準溶液滴定至亮藍色，即為終點（滴定時充分搖動，使反應完全），紀錄用量（VEDTA）。五結果與討論或數(shù)據處理 總硬度（mmol/L）= 總硬度（CaCO3計，mg/L）= 式中 CEDTAEDTA標

11、準溶液的濃度（mmol/L）； VEDTA消耗EDTA溶液的體積（mL）；V0水樣的體積（mL）100.1碳酸鈣的摩爾質量（CaCO3，g/mol）六注意事項 1. 指示劑的用量不要過大，否則溶液發(fā)黑無法辨別終點。 2. 滴定接近終點時改為慢滴，并用少量蒸餾水沖洗錐形瓶壁，溶液變藍立刻停止滴定。 3. 水樣的體積要精確七思考題 1. 測定水的硬度時，緩沖溶液的作用是什么？對硬度測定有無影響？ 2. 鉻黑T指示劑有時制成粉末狀態(tài)使用，為什么？女人如春天的桃花。陽春三月，春暖花開時，婀娜多情的桃花會競相開放，如一片片紅霞，與如紗的垂柳，形成了桃紅柳綠的春日美景。而青春靚麗的美女，正恰如春光明媚中盛

12、開的桃花，繽紛絢爛，激情四射，充滿青春的活力，充滿青春的幻想，充滿青春美妙的情懷。青春歲月， 容光煥發(fā)的美女，爽朗的笑聲，輕盈飄逸的秀發(fā)，眉飛色舞的眼神，熱情奔放的性格，恰如嫵媚鮮艷的桃花，裝扮了溫暖的春天，驚艷了春天的美麗。無論走到哪里，美女總會給人賞心悅目的感覺，總是一道靚麗的風景，使春天增添了無與倫比的靚麗，所以說女人如春天如霞的桃花！女人如夏日的荷花。“ 接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅?！?炎炎烈日下，荷花亭亭玉立，靜謐地開放，粉綠相間，分外嫵媚?！俺鑫勰喽蝗荆鍧i而不妖 .” 清白閑逸，自由脫俗，清新淡雅，芬芳四溢的天然美麗。遠離喧囂的塵市，在一方水土里，獨享一份圣潔高雅，恬靜安

13、然的舒適，柔情似水的纏綿婉約，恰如一個靜享清歡的善良女子?！?清水出芙蓉，天然去雕飾 .” 女人天生就是清純、善良、靜美、溫柔如水的性格，擁有善良的心靈，寬容的心胸。每天只求安靜地做好自己，不斤斤計較，不張揚，以一顆博愛之心，寬容身邊的人和事。容忍于心，善存心間，用一顆感恩的心，溫暖著身邊的人和事，所以說女人如夏日清爽的荷花！女人如秋天的菊花。秋高氣爽，碩果累累時，到處是豐收的喜悅景象。一場秋雨一場寒時，百花凋謝，萬物凋零的時刻，菊花卻在風吹雨打中毅然綻放，用頑強的生命力，笑對風雨。多姿多彩的菊花，傲然開放，裝點了秋日的荒涼。“ 采菊東籬下，悠然見南山?！扁蛔缘玫南硎馨?！而如花的女人，一路走

14、來，吃盡千辛萬苦，歷經曲曲折折，卻毫不畏懼艱難。照顧老人，陪伴孩子，洗衣做飯，工作加班，任勞任怨。寧愿自己吃苦受累，從不抱怨。在平凡的歲月，書寫著女人們的精彩與不平凡。即使韶華遠逝，年青的容顏失去光彩，依然在為家人創(chuàng)造著溫暖、快樂、幸福的家園，所以說女人如秋霜中綻放的菊花！女人如冬日的梅花。在白雪皚皚的冬季，天蒼蒼，野茫茫之時，大地一片衰敗的景象。行走在路上，寒風凜冽，刮到臉上如刀般的疼痛，但是女人依然在路上堅強地面對、承受。這不正是無懼風雪 、堅韌不拔、頑強不屈的梅花的品格嗎？“ 遙知不是雪，唯有暗香來 .” 梅花以它的弱小嬌艷的身軀，凌寒傲雪，裝點著寂寞荒涼的冬日！在光陰的故事里，女人走過青春歲月，走過三十而立，走過四十不惑此刻，正逐漸走在繁華落幕