水质总硬度检测

总硬度

水的硬度原系指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是由于水中的钙、镁离子,此外铁、铝、锰、锶及锌等金属离子也有同样的作用。

总硬度可将上述离子的浓度相加进行计算。此法准确,但比较繁锁,而且在一般情况下钙、镁离子以外的其他金属离子浓度都很低, 所以多采用乙二胺四乙酸二钠容量法测定钙、镁离子的总量,并经过换算,以每升水中碳酸钙的毫克数表示。

1 乙二胺四乙酸二钠滴定法

1.1 应用范围

1.1.1 本法适用于测定生活饮用水及其水源水中的总硬度。

1.1.2 本法的干扰物质有以下两类。

1.1.

2.1 悬浮性或胶体有机物可影响终点的观察。此时可将水样蒸干并于550℃灰化,干扰即可除去。

1.1.

2.2 金属离子如Cu2+、Ni2+、Co2+、Al3+、Fe3+及高价锰等 ,由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长.硫化钠及氯化钾可掩蔽重金属的干扰,盐酸羟胺可使高铁离子及高价锰离子还原为低价离子而消除其干扰。

1.1.3若取50ml水样,本法测定的最低检测浓度为1.0mg/L。

1.2 原理

乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)在pH为10的条件下与水中的钙、镁离子生成无色可溶性络合物,指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色络合物。用EDTA-2Na 滴定钙、镁离子至终点时,钙、镁离子全部与EDTA- 2Na络合而使铬黑T游离,溶液即由紫红色变为蓝色。

1.3 仪器

1.3.1 125ml三角瓶。

1.3.2 10或25ml滴定管。

1.4 试剂

1.4.1 0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液:称取3.72g乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na·2H2O,简称EDTA-2Na),溶于纯水中,并稀释至1000ml, 按1.4.1.1至1.4.1.3标定其准确浓度。

1.4.1.1 锌标准溶液:准确称取0.6～0.8 g的锌粒,溶于1+1盐酸中, 置于水浴上温热至完全溶解。移入容量瓶中,定容至1000ml。

m1=W/M (1)

式中: m1───锌标准溶液的摩尔浓度,mol/L;

W ───锌的重量,g;

M ───锌的分子量是65.37 , g。

1.4.1.2 吸取25.00ml锌标准溶液于150ml三角瓶中,加入25ml纯水, 加氨水调至近中性,再加2ml缓冲溶液(1.4.2)及5滴铬黑T指示剂,用EDTA-2Na 溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色。按式(30)计算。

m1= m1V1/ V2 (2)

式中: M2───EDTA-2Na溶液的摩尔浓度,mol/L;

m1───锌标准溶液的摩尔浓度,mol/L;

V1───锌标准溶液体积,ml;

V2───EDTA-2Na溶液体积,ml。

1.4.1.3 校正EDTA-2Na溶液的摩尔浓度为0.0100mol/L。

1.4.2 缓冲溶液(pH10)

1.4.

2.1 称取16.9g氯化铵(NH4Cl),溶于143ml浓氢氧化铵中。

1.4.

2.2 称取0.780g硫酸镁(MgSO4·7H2O)及1.178g乙二胺四乙酸二钠

(C10H14N2O8Na·2H2O),溶于50ml纯水中,加入2ml氯化铵 - 氢氧化铵溶液

(1.4.2.1)和5滴铬黑T指示剂(此时溶液应呈紫红色,若为天蓝色, 应再加极少量硫酸镁使呈紫红色)。用EDTA-2Na溶液(1.4.1)滴定至溶液由紫红色变为天蓝色,合并1.4.2.1及1.4.2.2两种溶液,并用纯水稀释至250ml,合并后如溶液又变为紫色,在计算结果时应扣除试剂空白。

注: ① 氢氧化铵 - 氯化铵缓冲液应贮存于聚乙烯瓶或硬质玻璃中。防止使用中因反复开盖,使氨水浓度降低而影响pH值。

② 配制缓冲溶液时,加入EDTA-Mg 是为了使某些含镁较低的水样滴定终点更敏锐。如果备有市售EDTA - Mg试剂,则可直接取1.25g EDTA-Mg,配入250ml缓冲溶液中。

③ EDTA - 2Na滴定钙、镁离子时,以铬黑T为指示剂其溶液在pH值9.7 ～ 11的范围内,越偏碱终点越敏锐。但可使碳酸钙及氢氧化镁沉淀, 从而造成滴定误差。因此滴定选用pH值10为宜。

1.4.3 0.5％铬黑T指示剂:称取0.5g铬黑T(C20H12O7N3SNa),用95％乙醇溶解并稀释至100ml,置于冰箱中保存,可稳定一个月。

固体指示剂:称取0.5g铬黑T,加100g氯化钠,研磨均匀,贮于棕色瓶内, 密塞备用,可较长期保存。

注: 铬黑T指示剂配成溶液后较易失效。如果在滴定时终点不敏锐, 而且加入掩蔽剂后仍不能改善,则应重新配制指示剂。

1.4.4 5％硫化钠溶液:称取5.0g硫化钠(Na2S·9H2O)溶于纯水中, 并稀释至100ml。

1.4.5 1.0％盐酸羟受溶液:称取1.0g盐酸羟胺(NH2OH·HCl), 溶于纯水中,并稀释至100ml。

1.4.6 10％氰化钾溶液:称取0g氰化钾(KCN)溶于纯水中,并稀释至100ml。注意,此溶液剧毒!

1.5 步骤

1.5.1 吸取50.0ml水样(若硬度过大,可少取水样用水样稀释至50ml。若硬度过小,改取100ml),置于150ml三角瓶中。

注: 为防止碳酸钙及氢氧化镁在碱性溶液中沉淀,滴定时水样中的钙、镁离子含量不能过多,若取50ml水样,所消耗的0.01mol/L EDTA - 2Na溶液(1.4.1)体积应少于15ml。

1.5.2 若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗,可另取水样, 加入0.5ml盐酸羟胺溶液(1.4.5)及1ml硫化钠溶液(1.4.4)或0.5ml氰化钾溶液(1.4.6)。

1.5.3 加入1～2ml缓冲溶液(1.4.2)及5滴铬黑T指示剂(或一小勺固体指示剂)(1.4.3),立即用EDTA - 2Na标准溶液(1.4.1)滴定,充分振摇, 至溶液由紫红色变为蓝色,即表示到达终点。

1.6 计算

C＝V1×0.0100×100.09/1000×1000×1000/V2