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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+以酸式碳酸盐形式的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,故称为暂时硬度;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,故称为永久硬度。硬度又分为钙硬和镁硬,钙硬是由Ca2+引起的,镁硬是由Mg2+引起的。水硬度是表示水质的一个重要指标,对工业用水关系很大。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此,水的总硬度即水中钙、镁总量的测定,为确定用水质量和进行水的处理提供依据。总硬度的测试方法为EDTA容量法,测试步骤:分取50毫升水样,放入250毫升三角平中,加入5毫升氨缓冲溶液,使其PH=10,2滴酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用EDTA标准溶液滴定到溶液由红色变为蓝色即为终点。 暂时硬度的测定原理和步骤如何呢?为什么化工厂的水质分析对这两项都要测呢?
肖氏硬度计的试验原理:将规定参数如形状、尺寸和质量等的金刚石冲头从固定高度h0下落在被测材料试样的表面上,冲头弹起一定高度h,用h与h0的比值计算肖氏硬度值。肖氏硬度计的硬度值表示方法:肖氏硬度符号为HS,并注以所用硬度标尺,也就是硬度计的类型。例如:45HSC、45HSD、45HSE,分别代表C型、D型、E型硬度计所测定的硬度值。
一、实验目的1.掌握EDTA滴定法测定总硬度的原理和方法。2.了解硬度的表示和计算。二、实验原理水的硬度主要是由于水中含有钙盐和镁盐,其他离子如铁、铝、锰、锌等也形成硬度,但一般含量甚微,在测定硬度时可以忽略不计。硬度是工业用水、生活用水中常见的一个质量指标。水的总硬度包括暂时硬度和永久硬度。在水中以碳酸氢盐形式存在的钙、镁盐加热被分解,析出沉淀而除去,这类盐所形成的硬度称为暂时硬度,而钙、镁的硫酸盐或氯化物等所形成的硬度称为永久硬度。由钙离子形成的硬度称为钙硬,由镁离子形成的硬度称为镁硬。测定水的硬度实际上就是测定水中钙离子和镁离子的含量。水的硬度一般采用配位滴定法,即在pH=10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T做为指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定水中的、 ,直至紫红色变蓝绿色为终点,但为避免其它金属离子的干扰,需根据不同的水质加入不同量的掩蔽剂。天然水和自来水中含有大量 、,少量的Fe3+,而A13+、Mn2+、Cu2+量很少,只需加入2—5mL三乙醇胺即可。测定工业用水的硬度时,Fe3+、A13+、、和少量的Mn2+等干扰离子可用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、 Mn2+、 可选用5% Na2s、1%盐酸羟胺来掩蔽。关于硬度的计算,各国对水的硬度的表示方法各有不同,其中德国硬度是较早的一种,也是我国采用较普通的硬度单位之一,它以度数()计,1度相当于每升水中含有10mgCaO,也有国家采用以CaCO3的质量浓度来表示水的硬度。两种硬度表示如下:总硬度(德国度, )= 总硬度(以CaCO3计, )= 一般认为,水的总硬度(以CaCO3计)在140以上为硬水,我国生活饮用水水质标准规定总硬度(以CaCO3计)不应超过450 。 三.仪器和试剂1.仪器:酸式滴定管、分析天平、锥形瓶、表面皿、烧杯(100 )、容量瓶(250 )、移液管(25 )。2.试剂:EDTA标准溶液(0.02 缓冲溶液( ), 、钙指示剂、铬黑T指示剂。四.实验步骤1.总硬度的测定准确吸取水样100 mL于锥形瓶中,加入5mL 缓冲溶液,摇匀。再加入越0.01g铬黑T固体指示剂,再摇匀,此时溶液成酒红色,以0.02 EDTA标准溶液滴定成纯蓝色,即为终点。2. 钙硬的测定 量取澄清的水样100mL于锥形瓶中,加4mL溶液,摇匀,再加入约0.01g钙指示剂,再摇匀。此时溶液成淡红色。用0.02 EDTA标准溶液滴定成纯蓝色,即为终点。3. 镁硬的测定 由总硬度减去钙硬即得镁硬。 五.思考题 1.如果对硬度测定中水的数据要求保留两位有效数字,应如何量取100mL水样? 2.用EDTA法怎么测定水的总硬度?用什么指示剂?产生什么反应?终点变色如何?试液的值应控制在什么范围?如何控制?测定钙硬又如何? 3.如何人得到镁硬? 4. 用EDTA法测定水的硬度时,哪些离子的存在有干扰?如何消除? 5.当水样中镁离子含量低时,以铬黑T作指示剂测定水中钙和镁离子的总量,重点不明晰,因此常在水样中先加入少量配合物,再用EDTA滴定,重点就敏锐。这样做对测定结果有无影响?说明其原理。