测量水的硬度

一、测量水的硬度

实验目的

1.了解什么是硬水、什么是软水。

2.掌握测定水硬度的几种方法。

3.了解高硬度的水给我们的生活和生产带来的危害，知道暂时硬度和永久硬度的区别，学习一些软化水的方法。

4.通过实验提高分析问题和解决问题的能力。

实验原理

水的硬度是衡量水质的一个标准，太硬的水常常给我们的生活、生产带来很多不便，像水壶中的水垢。锅炉中的水垢不但影响热传导，还会引起锅炉爆炸。用硬水在纺织业和印染业会使花布色泽不匀、不鲜。

在pH＝10的条件下，水中的钙、镁离子可以与乙二胺四乙酸二钠盐溶液产生配合反应，生成的配位离子的稳定性很大，比其与指示剂形成的有色化合物更稳定。

水硬度是水中钙、镁金属离子含量多少的量度。一般把它们换算成碳酸钙的含量。以每升中所含碳酸钙的毫克数衡量水的软硬程度。

软水：　　　　　　0～60mg——L

中等硬水：　　　　60～120mg——L

硬度：　　　　　　120～180mg——L

高硬度：　　　　　大于180mg——L

实验用具

1.药品：石灰水、七水硫酸镁晶体、二水硫酸钙晶体、洗衣皂片（如果没有现成的皂片，可以将普通皂片切碎，越小越好）、酒精、乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA）、滴定剂（0.01mol——L）、缓冲溶液（pH＝11）、铬黑T指示剂（与氯化钠按1∶1比例混合）、碳酸钠固体。

2.工具：试管（18×180）6支、胶塞2个、玻璃管一根、胶头滴管2支、量筒（20ml）1个、药匙1个、酒精灯1个。

实验方法

1.水样的制备

（1）制备暂时硬水（1号溶液）：向石灰水中吹二氧化碳气，使溶液呈白色浑浊状，即生成碳酸钙。继续吹入二氧化碳，溶液变清，此时生成碳酸氢钙，形成暂时硬水。

（2）制备永久硬水：

A.将1克七水硫酸镁晶体溶解在1升水中（2号溶液）

B.将1克二水硫酸钙晶体溶解在1升水中（3号溶液）

2.皂泡形成法测水的硬度

（1）将1克普通肥皂片（不能用洗衣粉代替）溶解在100mL酒精中，配置成肥皂溶液待用。

（2）取1、2、3号溶液、蒸馏水、自来水和其它水样各5mL，注入试管，分别加一滴皂液，用胶塞塞住用力振荡。若没有出现皂泡，可以再一滴滴加入皂液并振荡，直到分别出现充足的皂泡，记录在各试管中滴入皂液的滴数。滴入的皂液滴数越多，说明水的硬度越大，可以依此比较各种水样的硬度。

3.水的软化

（1）煮沸法软化：取1、3号溶液和自来水各5mL，分别加热5分钟，冷却，用皂泡形成法检验硬度，并与上述实验结果比较。

此时，暂时硬水中的碳酸氢钙等可以变成碳酸钙沉淀出来（与水壶中的水垢相同），使水软化，永久硬水中的钙盐等除不掉。

（2）用化学试剂软化硬水：取1、2、3号溶液和其它硬水加入碳酸钠晶体少量，振荡后观察是否有沉淀产生，用皂泡形成法检验硬度。

此方法可同时软化暂时硬水和永久硬水。

在不同类型的水中滴入皂液的滴数（滴）

依据此表可以比较各种水样的硬度和软化情况。

4.用EDTA测水样硬度的简易方法

取各种待测水样2mL，分别加入5滴氨——氯化铵的缓冲溶液和一小药匙铬黑T指示剂，然后滴加EDTA溶液直至溶液由酒红色变成亮蓝色。记录滴入的滴数，比较各种水样硬度，滴数越多硬度越大。

换算与计算方法：

1.用胶头滴管吸取EDTA滴入到量筒中，记录1mLEDTA用的滴数。

2.将各种水样消耗的EDTA滴数换算成毫升数：

1mLEDTA＝1mg碳酸钙

思考题

1.硬水会给我们生活和生产带来哪些危害，应如何消除这种危害？

2.你所生活的地区属于哪种水（硬度）？