自来水硬度的测走

水硬度是水质的一个重要监测指标，通过监测可知其是否可用于工业生产及日常生活。例如，硬度高的水可使肥皂沉淀使洗涤剂的效用大大降低，纺织工业上硬度过大的水使纺织物粗糙且难以染色；烧锅炉易堵塞管道，引起锅炉爆炸事故；高硬度的水，难喝、有苦涩味，饮用后甚至影响胃肠功能等；喂牲畜可引起孕畜流产，等等。因此，水硬度测定方法的研究是不容忽视的。目前的分析测定方法很多，主要可分为化学分析法和仪器分析法。

1）实训目标

①掌握EDTA法测定水硬度的原理和方法。

②了解测定水硬度的意义及我国常用的硬度表示方法。

③了解金属指示剂的特点，并掌握铬黑T和钙指示剂的性质、应用及终点时颜色的变化。

2）知识准备

含有钙镁盐类的水，称为硬水（硬度小于5．6°的一般可称软水）。硬度可分为暂时硬度和永久硬度。凡水中含有钙、镁的酸式钙酸盐，遇热即成钙酸盐沉淀而失去其硬度，称为暂时硬度；凡水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等所成的硬度，称为永久硬度。

暂时硬度和永久硬度的总和称为“总硬”。由Mg2＋离子形成的硬度称为“镁硬”；由Ca2＋离子形成的硬度称为“钙硬”。

水的硬度表示方法有多种，目前我国采用以下两种表示方法：

①以Ca O的mmol／L计，表示1L水中所含Ca O的mmol数，其硬度表示为

②以度（°）计，1硬度单位表示10万份水中含1份Ca O，1°＝10×10-6Ca O。其硬度表示为

式中 c EDTA——EDTA标准溶液的浓度，mol／L；

VEDTA——滴定时用去的EDTA标准溶液的体积，若为滴定总硬时所用去的则所得硬度为总硬，若为滴定钙硬时用去的体积则所得硬度为钙硬；

V水样——水样的体积，m L。

水的硬度太大对于热力发电，化工生产、建筑水暖等过程有很大的影响，恰当的水处理能使生产设施免于结垢、积盐和腐蚀，维持生产平稳运行，都是至关重要的。水中钙镁离子含量可用EDTA法测定总硬度。测定时，控制溶液的酸度为p H≈10，铬黑T为指示剂，以EDTA标准溶液滴定水中Ca2＋、Mg2＋，由EDTA浓度和用量，可计算出水的总硬度。钙硬是在溶液p H≥12时，以钙指示剂作为指示剂，用EDTA标准溶液滴定水中Ca2＋，由EDTA浓度和用量，可计算出水钙硬，由总硬度减去钙硬即为镁硬。

3）试剂仪器准备

①仪器：容量瓶（250m L），移液管（25m L），锥形瓶（250m L），滴定管（50m L）。

②试剂：Na OH（20％），HCl（1∶1），三乙醇胺（1∶2），氨性缓冲溶液（p H≈10，溶解67g NH4Cl于少量水中，加入570m L浓氨水，用水稀释至1L），钙指示剂（称0．5g钙指示剂与100g Na Cl研细混匀置于小广口瓶中，保存于干燥器中备用），铬黑T指示剂（0．5％，称0．5g铬黑T，加入20m L三乙醇胺，用水稀释至100m L），EDTA标准溶液（0．02mol／L）。

4）操作步骤

（1）总硬的测定

量取澄清的水样100m L于锥形瓶中，加入1～2滴1∶1HCl使之酸化，并煮沸数分钟除去CO2，冷却后加入1∶2三乙醇胺5m L，p H≈10氨性缓冲溶液5m L，1～3滴铬黑T，摇匀。用EDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色转变为纯蓝色即为终点，记下消耗EDTA体积V1。

（2）钙硬的测定

量取澄清的水样100m L于锥形瓶中，加入20％Na OH5m L，摇匀，再加入少许钙指示剂，摇匀。此时，溶液呈淡红色，用EDTA标准溶液滴定至溶液呈纯蓝色即为终点。记下消耗EDTA体积V2。

（3）镁硬的确定

由总硬度减钙硬即镁硬。

5）注意事项

①若水样不清，则必须过滤，过滤所用的器皿和滤纸必须是干燥的，最初的滤液须弃去。

②若水中含有铜、锌、锰、铁、铝等离子，则会影响测定结果，可加入1％Na2S溶液1m L使Cu2＋、Zn2＋等成硫化物沉淀，过滤。锰的干扰可加入盐酸羟胺消除。

③氨性液中，Ca（HCO3）2含量较高时，可能慢慢析出Ca CO3沉淀，使滴定终点拖长，变色不敏锐。因此，滴定前最好将溶液酸化，煮沸除去CO2，注意HCl不可多加，否则影响滴定时溶液的p H值。

6）问题探究

①配制Ca CO3溶液和EDTA溶液时，各采用何种天平称量？为什么？

②铬黑T指示剂是怎样指示滴定终点的？

③以HCl溶液溶解Ca CO3基准物质时，操作中应注意些什么？

④配位滴定中为什么要加入缓冲溶液？

⑤用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰？如何消除？

⑥配位滴定与酸碱滴定法相比，有哪些不同点？操作中应注意哪些问题？