水的硬度與堿度的測(cè)定

1、水硬度的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? .了解水的硬度 的概念，測(cè)定水硬度的意義，以及水的硬度的表示方法；2 .理解EDTA測(cè)定水中鈣、鎂含量的原理和方法，包括酸度控制和指示劑的選擇；3 .測(cè)定過(guò)程中加入 Mg-EDTA的作用及其對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)原理：水的硬度最初是指鈣、鎂離子沉淀肥皂的能力。水的 總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度（即通過(guò)加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來(lái)的鈣、鎂離子，故又叫暫時(shí)硬度 ）和非碳酸鹽硬度（即加熱后不能沉淀下來(lái)的那部分鈣、鎂離子，又稱(chēng)永久硬度）。硬度的表示方法尚未統(tǒng)一，目前我國(guó)使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測(cè)得的鈣、鎂折算成CaO的質(zhì)量，即每升水中含有Ca

2、O的毫克數(shù)表示，單位為 mg L-1 ;另一種以度（°）計(jì)：1硬度單位表示 10萬(wàn)份水中含1份CaO（即每升水中含10mgCaO） , 1 ° =10ppm CaO。這種硬度的表示方法稱(chēng)作德國(guó)度?！竟I(yè)用水 和生活飲用水 對(duì)水的硬度的要求】 我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定以CaCO3計(jì)的 硬度不得超過(guò)450mgL-1。Ca2+ + EDTA = Ca-EDTAMg2+ + EDTA = Mg-EDTA實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：了解配制和標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法；了解測(cè)定的水的總硬度的原理和方法?；静僮鳎篍DTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定；酸式滴定管的基本操作。實(shí)驗(yàn)步驟：在一份水樣中加入 pH=

3、10.0的氨性緩沖溶液和少許銘黑 T指示劑，溶液呈紅色；用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，EDTA先與游離的Ca2+配位，再與 Mg2+配位；在計(jì)量點(diǎn)時(shí)，EDTA從MgIn-中奪取 Mg2+，從而使指示劑游離出來(lái)，溶液的顏色由紅變?yōu)榧兯{(lán)，即為終點(diǎn)。當(dāng)水樣中 Mg2+極少時(shí)，由于 Caln-比MgIn-的顯色靈敏度要差很多，往往得不到敏銳的終點(diǎn)。為了提高終點(diǎn)變色的敏銳性，可在EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入適量的Mg2+ （在EDTA標(biāo)定前加入，這樣就不影響 EDTA與被測(cè)離子之間的滴定定量關(guān)系），或在緩沖溶液中加入 一定量的 Mg EDTA鹽。水的總硬度可由 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度 cEDTA和消耗體積 V1

4、（ ml ）來(lái)計(jì)算。以CaO 計(jì)，單位為 mg/L.注意事項(xiàng)：測(cè)定總硬度時(shí)用氨性緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值；注意加入掩蔽劑掩蔽干擾離子，掩蔽劑要在指示劑之前加入；測(cè)定總硬度的時(shí)候在臨近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)慢滴多搖；測(cè)定時(shí)要是水溫過(guò)低應(yīng)將水樣加熱到3040OC再進(jìn)行測(cè)定。問(wèn)題分析：1 .本實(shí)驗(yàn)中 移液管是否要用 去離子水 潤(rùn)洗？錐形瓶是否要用去離子水潤(rùn)洗？2 .絡(luò)合滴定近終點(diǎn)時(shí)，EDTA置換M-In中的指示劑的反應(yīng)速度略慢，因此需多搖慢滴。3 .剩余的EDTA溶液回收（塑料回收桶在通風(fēng)櫥內(nèi)），將用于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。常用工具：主要試劑和儀器0.02mol/LEDTA , NH3-NH4Cl 緩沖溶液（pH10 ）, 10%

5、NaOH 溶液，銘黑 T 指示劑堿式滴定管，錐形瓶，洗瓶，容量瓶，吸移管，吸耳球，燒杯，試劑瓶，分析天平，稱(chēng)量瓶水堿度水堿度是指水中能夠接受H+離子與強(qiáng)酸進(jìn)行中和反應(yīng)的物質(zhì)含量。水中產(chǎn)生堿度的物質(zhì)主要由碳酸鹽產(chǎn)生的碳酸鹽堿度和碳酸氫鹽產(chǎn)生的碳酸氫鹽堿度，以及由氫氧化物存在而產(chǎn)生的氫氧化物堿度。所以，堿度是表示水中CO32 一、HCO3 一、OH-及其它一些弱酸鹽類(lèi)的總合。這些鹽類(lèi)的水溶液都呈堿性，可以用酸來(lái)中和。然而，在天然水中，堿度主要是由HCO3 的鹽類(lèi)所組成。形成水中堿度的物質(zhì)碳酸氫鹽可以共存，硫酸鹽和氫氧化物也可以共存。然而，碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時(shí) 存在，它們?cè)谒心芷鹑缦路磻?yīng)：H

6、CO3 + OH = CO32 + H2O 由此可見(jiàn)，碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物可以在水中單獨(dú)存在之外，還有兩種堿度的組 合，所以，水中的堿度有五種形式存在，即：(1 ) 碳酸氫鹽堿度 HCO32 ;(2) 碳酸鹽堿度 CO32 ;(3) 氫氧化物堿度 OH;(4) 碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度 HCO3 - + CO32 ;(5)碳酸鹽和氫氧化物堿度CO32 - +OH 一。水中各種堿度的相互關(guān)系如何？水中的堿度是用鹽酸中和的方法來(lái)測(cè)定的。在滴定水的堿度時(shí)米用兩種指示劑來(lái)指示滴定的終點(diǎn)。用酚猷作指示劑時(shí)，滴定的終點(diǎn)為PH8.28.4 ，稱(chēng)為酚猷堿度或P堿度。此時(shí)，水中的氫氧化物全部被中和，并有一半的碳酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽。即P堿度=1/2 CO32 +全部OH一。用甲基橙作指示劑時(shí)，滴定的終點(diǎn) pH為4.34.5，稱(chēng)為甲基橙堿度或 M堿度。此時(shí)，水中的氫氧化物、碳酸鹽及碳酸氫鹽全部被中和，所測(cè)得的是水中各種 弱酸鹽類(lèi)的總和，因此又稱(chēng)為總堿度。即M堿度=全部 HCO32 +全部CO32 +全部 OH 一。如果水中單獨(dú)存在OH 一堿度，水中 pH > 11.0 ;水中同時(shí)存在OH一、CO32 一時(shí)，PH9.311.0 ;如水中只有 CO32 存在時(shí)， pH = 9.4 ;當(dāng)