水硬度及測定方法

1、水硬度及測定水中有些金屬陽離子， 同一些陰離子結(jié)合在一起， 在水被加熱的過程中， 由于蒸發(fā)濃縮， 容易形成水垢， 隨著在受熱面上而影響熱傳導， 我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。 如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子 (Ca2+) 和鎂離子 (Mg2+)，它與水中的陰離子如碳酸根離子 (Co32-) 、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子 (SO42-) 、氯離子 (Cl-) 、以及硝酸根離子 (NO3-) 等結(jié)合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度，水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。因此，通常就把

2、 Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。一鍋爐水垢類別：鍋爐的給水和鍋水的組成、 性質(zhì)以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。 如按其化學組成， 水垢可以分為下列幾種， 其特性和結(jié)垢的部位簡述如下：1、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。 有堅硬性的硬垢； 也有疏松海綿狀的軟垢。 此類水垢具有多孔性。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口處結(jié)生。2、硫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。3、硅酸鹽水垢硅酸鹽水垢的主要成分是硬硅鈣石(5CaO

3、5Si0 2H2O)或鎂橄 欖 石 (MgO SiO2 ： 另 一 種 是 軟 質(zhì) 的 硅 酸 鎂 。 主 要 成 分 是 蛇 紋 石(3MgO2SiO22HO)：一般二氧化硅的含量都在20以上。它的特性是非常堅硬， 導熱性非常小， 它常常容易在鍋爐溫度高的蒸發(fā)面上沉積。4、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。5、含油水垢硬度比較小的給水中混入油脂后，就會結(jié)成含油的水垢。含油水垢色黑， 比較疏松，一般含泊量 5i4 以上。常沉積在鍋爐內(nèi)溫度最高的部位上。由于含油水垢很難清除，因此對鍋爐的危

4、害非常大。6 、泥垢 ( 水渣 )泥垢是在爐水中富有流動性的固形。 含有 CaCO3，Mg(OH)2，MgCO3，3MgO2SiO22H2O，Ca3(PO4) 2，Mg3(PO4) 4， Fe2O3，F(xiàn)e3O4 和有機物等。當泥垢含量較大時， 很容易粘附在鍋爐蒸發(fā)面上， 形成難以用水沖掉的再生水垢。 還有由于排污不好，很容易沉積在鍋筒底部、集箱兩端。二 . 硬度度的測定方法（ EDTA滴定法） 高硬度本標準適用于天然水、冷卻水水樣硬度的測定1. 概述在 pH 為 10.0 0.1 的水溶液中，用鉻黑 T 作指示劑，以乙二胺四乙酸二鈉鹽（簡稱 EDTA）標準溶液滴定至藍色為終點。根據(jù)消耗 EDT

5、A的體積，即可算出硬度值。為提高終點指示的靈敏度，可在緩沖溶液中加入一定量的 EDTA二鈉鎂鹽。如果用酸性鉻藍 K 作批示劑，可不加 EDTA二鈉鎂鹽。鐵大于 2mg、鋁大于 2mg、銅大于 0.01mg、錳大于 0.1mg 對測定有干擾，可在加指示劑前用功 ml 1%L- 半胱胺酸鹽酸鹽溶液和 2ml 三乙醇胺溶液（ 1+4）進行聯(lián)合掩蔽消除干擾。2. 試劑2.1 鈣標準溶液（ 1ml 含 0.01mmol/Lca 2+）：稱取于 110烘 1h 的基準碳酸鈣（ CaCO3）1.0009g ，溶于 15ml 鹽酸溶液（ 1+4）中，以級試劑水稀釋至 1L。2.2氨- 氯化銨緩沖溶液： 稱取

6、67.5 氯化銨，溶于 570ml 濃氨水中，加入 1gEDTA二鈉鎂鹽，并用級試劑水稀釋至1L。2.3 0.5% 鉻黑 T 指示劑（乙醇溶液）：稱取 4.5g 鹽酸羥胺，加 18ml 水溶解，另在研缽中加 0.5g 鉻黑 T 磨勻，混合后，用 95%乙醇溶定容至100ml，貯存于棕色滴瓶中備用。使用期不應超過一個月。2.4 5% 氫氧化馀溶液。2.5鹽酸溶液（ 1+4）2.6 EDTA標準溶液（ 1ml 相當于 0.01mmol/L 硬度）的配制：稱取 4gEDTA，溶于一定量的級試劑水中，用以級試劑水稀釋至 1L，貯存于塑料瓶中。三 .分析步驟：1. 適應于硬度大于 0.25 毫摩爾 /

7、升的水樣a、量取 100ml 透明水樣注入250ml 錐形瓶中。如果水樣混濁，取樣前應過濾。注：水樣酸性或堿性很高時， 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。b、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先稀釋或先加入所需 EDTA標準溶液量的 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，終點拖長。c、在不斷搖動下用 EDTA標準溶液滴至由酒紅色變?yōu)樗{色即為終點，記錄 EDTA溶液消耗的體積。（全過程應于5min 內(nèi)完成，溫度不應低于 15。）d、另取 100ml級試劑水，作空白試驗。2.

8、 計算水樣中的硬度 X（mmol/L）按下式計算：X=（a-b ） T 1000/V式中： a -滴定水樣消耗 EDTA標準溶液的體積， ml;b-滴定空白溶液消耗EDTA標準溶液的體積， ml；T-EDTA 標準溶液對鈣硬度的滴定度，mmol/L；V- 水樣體積， ml。四 .硬度的測定低硬度本方法適用于軟化水、 H型陽離子交換器出水、鍋爐給水、凝結(jié)水水樣的測定。1. 方法概要在 pH為 100.1 的水溶液中，用酸性鉻藍 K 作指示劑，以乙二胺四乙酸二鈉鹽（簡稱 EDTA）標準溶液滴定至藍色為終點。根據(jù)消耗 EDTA的體積即可計算出硬度值。鐵大于 2mg、鋁大于 2mg、銅大于 0.01m

9、g、錳大于 0.1mg 對測定有干擾，可在加指示劑前用功ml 1%L- 半胱胺酸鹽酸鹽溶液和2ml 三乙醇胺溶液（ 1+4）進行聯(lián)合掩蔽消除干擾。2. 試劑：2.1 鈣標準溶液（ 1ml 含 0.01mmol/Lca 2+）：稱取于 110烘 1h 的基準碳酸鈣（ CaCO3）1.0009g ，溶于 15ml 鹽酸溶液（ 1+4）中，以級試劑水稀釋至 1L。再吸取此標準溶液 10ml 準確地稀釋至 1L。2.2硼砂緩沖溶液：稱取40g 硼砂，加 10gNaOH，溶解于稀釋至 1L。貯于塑料瓶中。注：硼砂緩沖溶液也可用氨- 氯化銨緩沖溶液代替使用。2.3 0.5%酸性鉻藍 K 指示劑：稱取 0.

10、5g 酸性鉻藍 K 與 4.5g 鹽酸羥胺，在研缽中研勻，加 10ml 硼砂緩沖溶液，溶解于 40ml級試劑水中，用 95%乙醇稀釋至100ml，貯于棕色滴瓶中。使用期不應超過一個月。2.4 5% 氫氧化鈉溶液。2.5鹽酸溶液（ 1+4）。2.6 EDTA 標準溶液的配制：稱取 4gEDTA，溶于一定量的級試劑水中，用級試劑水稀釋至 1L，貯存于塑料瓶中。3. 分析步驟1）取 100ml 水樣，注入 250ml 錐形瓶中。注：水樣酸性或堿性很高時， 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 1ml 硼砂緩沖溶液，加23 滴 0.5%酸性鉻藍 K 指示劑。3）在不斷

11、搖動下，用EDTA標準溶液進行滴定，溶液由紅轉(zhuǎn)為藍色即為終點。全部過程應于5min 內(nèi)完成，溫度不應低于15。4）另取 100ml級試劑水，作空白試驗。5）水樣硬度小于25umol/L 時應采用 5ml 微量滴定管滴定。4. 計算水樣硬度 X（umol/L ）按下式計算X=（a-b ） T 1000/V式中： a-滴定水樣消耗 EDTA標準溶液體積， ml；b-滴定空白溶液消耗EDTA標準溶液體積， ml；T-EDTA 標準溶液對鈣硬度的滴定度，umol/L ；V- 水樣體積， ml。測定硬度時應注意事項：1）若水樣中的酸性或堿性較高時應先用0.1mnaOH或 0.1M 的鹽酸中和后再加緩沖溶液。2 ）對碳酸鹽硬度較高的水樣， 在加入緩沖液前應先稀釋或加入所需要EDTA標準溶液量的 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延長。3）滴定過程中如發(fā)現(xiàn)滴不到終點色或指示劑加入后顏色呈灰紫色時可能是Fe，C