水的硬度及水的硬度测试方法

什么是水的硬度?如何测试水的硬度？

（1）水的硬度定义：最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。

水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称永久硬度）。

水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+），它与水中的阴离子如碳酸根离子（CO32-）、碳酸氢根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO42-）、氯离子（Cl-）、以及硝酸根离子（NO3-）等结合在一起，形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大。因此，应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。

（2）水的硬度分类：分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。

碳酸盐硬度：主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故亦称为暂时硬度。

非碳酸盐硬度：主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。这类硬度不能用加热分解的方法除去，故也称为永久硬度，如Ca（SO4）2、Mg（SO4）2、CaCl2、Mg Cl2、Ca(NO3)2、Mg NO3)2等。

碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度；水中Ca2+的含量称为钙硬度；水中Mg2+的含量称为镁硬度；当水的总硬度小于总碱度时，它们之差，称为负硬度。

（3）如何测试水的硬度?

滴定法：在一份水样中加入 pH=10.0 的氨的缓冲溶液和少许的铬黑T指示剂，溶液呈红色；用EDTA 标准溶液滴定时， EDTA 先与游离的Ca2+配位，再与Mg2+配位；在计量点时， EDTA 从MgIn-中夺取Mg2+，从而使指示剂游离出来，溶液的颜色由红变为纯蓝，即为终点。

当水样中Mg2+极少时，由于CaIn- 比 MgIn- 的显色灵敏度要差很多，往往得不到敏锐的终点。为了提高终点变色的敏锐性，可在 EDTA 标准溶液中加入适量的Mg2+（在EDTA 标定前加入，这样就不影响EDTA与被测离子之间的滴定定量关系），或在缓冲溶液中加入一定量的Mg—EDTA 盐。

水的总硬度可由EDTA 标准溶液的浓度C(EDTA )和消耗体积 V1（ml）来计算。以CaO2计，单位为 mg/L。