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水硬度各种检测方法大全(一)

2020.2.22

  水总硬度是否符合标准是自来水的一个重要参考数据,它主要是描述钙离子和镁离子的含量。水总硬度根据不同的标准可以进行不同的分类。不同国家的换算单位也是有不同的标准。

  水硬度是水质的一个重要监测指标,通过监测可以知道其是否可以用于工业生产及日常生活,如硬度高的水可使肥皂沉淀使洗涤剂的效用大大降低,纺织工业上硬度过大的水使纺织物粗造且难以染色;烧锅炉易堵塞管道,引起锅炉爆炸事故;高硬度的水,难喝、有苦涩味,饮用后甚至影响胃肠功能等;喂牲畜可引起孕畜流产等。因此水硬度的测定方法研究是不容忽视的。目前的分析测定方法很多,主要可分为化学分析法和仪器分析法。

  定义

  水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量,它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,称之为暂时硬度;而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分,因其性质比较稳定,不能够通过加热的方式除去,故称为永久硬度。

  换算单位

  各种水质硬度换算单位:

  (1)德国度:1度相当于1L水中10mg的CaO;

  (2)英国度:1度相当于0.7L水中10mg的CaCO3;

  (3)法国度:1度相当于1L水中10mg的CaCO3;

  (4)美国度:1度相当于1L水中1mg的CaCO3;

  分类

  硬度又分为钙硬和镁硬。

  水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。

  钙硬度

  水中Ca2+的含量称为钙硬度。

  镁硬度

  水中Mg2+的含量称为镁硬度。

  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CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等。

  总硬度

  碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度。

  负硬度

  当水的总硬度小于总碱度时,它们之差,称为负硬度。

  分析方法

  化学分析法

  EDTA络合滴定法是一种普遍使用的测定水的硬度的化学分析方法。它是在一定条件下,以铬黑T为指示剂,氨一氯化铵为缓冲溶液,EDTA与钙、镁离子形成稳定的配合物,从而测定水中钙、镁总量。

  但是该方法易产生指示剂加入量、指示终点与计量点、人工操作者对终点颜色的判断等误差。 在分析样品时,如水样的总碱度很高时,滴定至终点后,蓝色很快又返回至紫红色,此现象是由钙、镁盐类的悬浮性颗粒所致,影响测定结果。可将水样用盐酸酸化、煮沸,除去碱度。冷却后用氢氧化钠溶液中和,再加入缓冲溶液和指标剂滴定,终点会更加敏锐。

  由于指示剂铬黑T易被氧化,加铬黑T后应尽快完成滴定,但临终点时最好每隔2~3 s滴一滴并充分振摇;并且在缓冲溶液中适量加入等当量EDTA镁盐,使终点明显;滴定时,水样的温度应以2O~30℃为宜 。

  仪器分析法

  分光光度法是基于朗伯一比耳定律对元素进行定性定量分析的一种方法。通过吸光强度值定量地确定元素离子的浓度值。该法应用于水硬度的测定,具有灵敏度较高、操作简便快速的优点,但是选择合适的显色剂成为方法的关键。于桦等系统研究了酸性铬蓝K(ACBK)与钙镁同时作用的显色体系,在pH=10.2的氨一氯化铵缓冲介质中,Ca和Mg离子均可与ACBK显色剂形成1:1的配合物,在468nm波长处,Ca和Mg的总含量在(0~3)×10~moL/L浓度范围内符合比耳定律。

  在试验了13种常见共存离子干扰的基础上将此法用于6种水样的硬度测定,回收率在96.5%~99.9%之间。刘文明等研究了用络黑T为显色剂,用于自来水和锅炉水的硬度测定,自来水RSD为1.2%,锅炉水RSD为2.2%。李峰等以二甲酚橙为显色剂,采用双波长分光光度法同时对环境水样中的钙、镁进行了分析。当钙、镁含量相差悬殊时也不受限制,方法重现性好。


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