中草药/。。，第一部分：水的硬度
一、硬水的定义
水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度。由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。以上两种硬度合称为总硬度。
二、硬水的由来
当水在大气中凝聚时，它溶解了空气中的二氧化碳，形成了叫做碳酸的弱酸。该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。硬水有暂时性及永久性之分，暂时硬水通常关系到钙和镁的碳酸盐和碳酸氢盐，这类结晶可长期存在水中，直到气压或温度出现变化，使水份变成超饱和，造成沉淀物，附在热表面或粗糙表面上，例如管道和热交换器内，即形成硬水垢；永久性硬水主要关系到硫酸钙及硫酸镁，是不会受到热和气压变化影响，但如水份被蒸发，依然会留下并形成硬水垢。
三、软硬水的判断
1、判断方法
软水和硬水的判断，通常必须使用化学分析方法才能决定，无法用肉眼直接判断。由于硬度离子的碳酸盐都是沉淀的，所以在传统化学上的定量分析中，只有使用碳酸盐法才能使所有的硬度离子都被沉淀出来。硬度也因此通常以碳酸盐表示，又因钙硬度占总硬度中绝大部分，因此在国际上特别以碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度。但使用碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度，在传统化学上的定量分析中，其结果可能会有一些操作上的误差，如果能再经过进一步的焙烧处理，让碳酸钙（CaCO3）变成氧化钙（CaO），就可以更准确获得分析结果。
2、表示方法
（1）GH：是指水体中所有硬度离子，即钙、镁、铁、锰、铜离子等的浓度，主要考虑的是金属阳离子。
（2）KH：是指酸式碳酸根（HCO3－）的浓度值。因为碳酸氢根是水质中最主要的缓冲物质，它可以中和水质中任何增加或减少的游离CO2，以及亦能抑制氢离子的波动，以维持恒定的pH值，因此KH的控制被视为水质管理不可缺的手续。
如果KH过低，表示水中天然的缓冲系统已经失去平衡，水质将趋酸性化，很容易受到中酸性物质的影响，使pH值急遽降低。反之如果KH过高，水质将趋碱性化，很容易受到中碱性物质的影响，使pH值急遽升高。这些现象势必对水族生物生长产生不良反应。 KH硬度完全针对水质中的阴离子（HCO3-）含量的表示
法，这种表示法是以100ml水中含有1毫克的HCO3-称为1度，并标记为1度K H。它与CaCO3硬度完全针对水质中的阳离子（Mg2+、Ca2+）含量表示法完全不同。至于KH硬度要多少才适当？这个问题并没有一定的答案。因为它得含量必须与水中的CO2的含量相配好才能决定，而且两者浓度的平衡关系又深受pH值的影响，使得KH硬度、CO2浓度与pH值三者之间形成三角互动关系。换句话说，在不同的CO2浓度以及pH值之下，将会有一个最适的对应KH值。只有KH值被控制在越接近这个最适KH值之下，才能表现出最佳缓冲作用的能力。不过就一般而言，淡水的KH硬度通常介于5-10度之间，海水则介于5-12度之间。
四、水的硬度对人体健康的影响
水的硬度的高低与人体的关系极大。高硬度的水中的钙、镁离子能与硫酸根结合，使水产生苦涩味，还会使人的胃肠功能紊乱，出现暂时的腹胀、排气多、腹泻等现象。我国北方不少地方饮用硬度较高的地下水，所以久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现所谓“水土不服”的现象，时间长了，胃肠渐渐适应后，这种现象就会随之消失。
但硬水也不是好毫无益处。美、英等国家的一些科学家根据调查发现，人类的某些血管病，像高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比关系，水的硬度低，死亡率反而高。
实验证明，缺镁可引起大白鼠的心肌坏死和心血管内膜钙盐沉积，摄入较多量的镁可预防胆固醇所引起的动脉粥样硬化。生活在山区的人通常比较健康长寿，除其它各种因素外，和他们长期饮用矿物质含量比较高的山泉水有重要关系。当然，生活用水的硬度也并非越高越好，硬度太硬的水除了水味不好、对人体健康不利之外，还会使肥皂大大降低去污能力，会使水壶内生成水垢，而增加的消耗等。
硬度高的水对人毕竟是弊多利少，因此世界各国制定的饮用水质量标准中，都对硬度作了明确规定。
五、水的硬度对水草的影响
硬度离子中的钙及镁离子是水草的必要养分（次要营养元素），铁、锰、铜等离子也是微量营养元素，由此看来，硬度对水草养分的获得，应该具有正面的助益。但水体中的各种养分如果存在比例不均衡，会发生相互拮抗作用，已知钙有阻止水草对水分之吸收而有利于养分吸收之作用，适与钾之作用相反，故钙与钾必须要有适当比例，否则钙与钾之间必会发生拮抗作用，让水草只能吸收钙或钾，不能吸收钾或钙，对水草的生长一定有极不良的后遗症。硬度对水草的影响，主要是建立在养分相互之间的拮抗作用，尤其是钙与钾之间的拮抗作用之上。水草无法生活在GH＝0的水中，也不可以生活在硬度极高的水中，所以GH是水草育成的基本条件，一般以GH介于软水至适度硬水较为适当。
作为碳酸根或重碳酸根（HCO3－）的浓度值KH，不是水草育成的条件本身对水草生长无太大关系，但它会影响水体的pH值，以及当水草缺乏CO2来源时，供
作光合作用所需要的无机碳源，对水草的育成有密切的关系。因此，水草可以生活在KH＝0的水中（但必须输入CO2及预防pH值过低），也可以生活在KH＝25°KH以上的水中（但必须预防pH值过高），不过一般以4-10°KH最适当，因为在这范围之内，水体的pH值较为稳定，同时水体也能涵容适当的无机碳源供水草进行光合作用之用。
六、硬水的不利影响
1、对人的影响：上面第四项已经介绍了硬水对人的影响，在此就不详说了。
2、对纺织、印染业的影响：硬水用于洗涤纺织品时会造成纺织品污点，影响美观与强度。
3、对饮食业的影响：用硬水加工食品，会造成蛋白质沉淀，较难煮熟；在酿酒中，如果水质较硬，酒浑浊且味道不好。
4、对农业的影响：硬水对农药也有影响，它会与乳化剂生成沉淀，降低药效，甚至产生药害。
5、对锅炉的影响：锅炉内结成坚硬的水垢后，锅炉内的水不直接跟炉壁接触，使热量不能很快被吸收，炉壁温度可达1000℃以上，外表会形成易脱落的氧化膜，发生严重的氧化腐蚀，致使锅炉寿命大大减短。另外当水垢分解时，会放出大量CO2，使水垢局部爆裂脱落；当炉壁在高温下，一旦有水从缝中渗入，炉壁骤热冷却，就易发生炸裂。硬水还浪费燃料，当锅炉内壁产生1mm厚水垢时，就要多消耗煤碳3%～5%。另外，硬水对热交换器也有影响，在交换器管道中，硬水会产生水垢阻碍水流通、热交换效果差并且容易产生垢而腐蚀管壁，致使管道穿孔、损坏，物料泄漏等。
第二部分：硬度测定原理及方法
一、硬度测定原理
在测定水硬度时，EDTA络合滴定法是国际国内规定的标准分析方法，适用于生活饮用水、锅炉用水、冷却水、地下水及没有严重污染的地表水。下面就详细说一下这个方法。
水的硬度主要是指水中所含的钙镁浓度。而钙离子（Ca2＋）和镁离子（Mg2＋）能与EDTA①形成稳定的络合物，我们只要了解将钙镁离子完全络合的EDTA的总量，就可以计算出钙镁离子的浓度，从而得到水的硬度。考虑到EDTA受酸效应的影响，将溶液的pH值控制为10。所以该实验的主要内容就是在pH10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T②为指示剂，用EDTA标准溶液进行滴定。由于铬黑T与M g2＋的络合物较Ca2＋的稳定，如果水样中没有或极少有Mg2＋时，终点变色不够敏锐，这时应加入少量的MgNa2Y③溶液，或改用酸性铬蓝K④作指示剂。
二、主要试剂
1、EDTA标准溶液，＝；
2、氨-氯化铵缓冲溶液⑤（Ph=10）；
3、铬黑T指示剂；
4、三乙醇胺⑥。
三、实验流程
1、取100mL冷却循环水样于锥形瓶中；
2、加2mL（1+2）三乙醇胺；
3、加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液；
4、滴取3－5滴铬黑T，此时可见溶液变为紫红色（酒红色）；
5、向滴定管中倒入一些EDTA标准溶液，记下溶液下液面的刻度值；
6、右手不断摇动锥形瓶，左手控制滴定管缓缓加入EDTA标准溶液；
7、溶液颜色接近蓝色时，要慢滴多摇，直至颜色彻底变成蓝色为止；
8、记下此时EDTA溶液下液面的刻度值，并用步骤4记下的刻度值减去它
取差值，该值便是EDTA溶液消耗的体积。
四、计算水样的硬度
＝＝
式中＝——取＝为基本单元时标准溶液的浓度，mol/L；
——滴定时消耗的标准溶液的体积，mL；
——所取水样的体积，mL。
五、注意事项
1、如果要测定冷冻循环水和软化水的硬度，则用酸性铬蓝K代替铬黑T，其它实验流程和计算方法不变。
2、冷却水的总硬度应控制在12mmol/L以内，如果超过则说明水质不合格。
3、这一项与原理没关系，而是语文问题。铬黑T的“铬”经常被我们的工作人员读成“luò”，而它的正确发音应该是“gè”。铬（Cr），原子序数24，原子量51.9961，属周期系ⅥB族；英文写法是“chromium”，源于希腊文的“chro mos”，意思是“颜色”，因为铬能形成多种颜色的化合物。
第三部分：水的软化
一、软化设备种类
所谓水的软化就是将水的硬度降低，让水软化的设备称为软水机或软化器。目前国内常用的软化水设备主有以下几种类型：
1、手动型
这种方式是传统的标准方式,主要有顺流和无顶压逆流两种形式。这种软化水设备主要特点是：流程简单易懂，易于操作，成本低，可以适用于流量很大的需要；但是技术落后，占地大，运行消耗也大，实际操作时强度较大，盐泵的腐蚀较重及维护成本高。
2、国产组合自动型
由于手动设备的使用过于复杂，国内又出现了一种以组合式集成阀为核心的新型设备。这种设备与传统的手动设备相比，占地小了很多，自动化程度高。但是由于控制方式采用时间控制，运行时控制精度较低。受设计思路、加工工艺及材料的限制，目前多数设备采用的平面集成阀容易磨损，一旦磨损后修复的可能性很小。
3、进口全自动型
随着工业技术的发展，逐渐发展出与国内多通阀不一样的多路阀和集成阀，以多路阀为主，主要材料有工程塑料和无铅黄铜两种。由于国外工业技术水平发展较好，所以这类设备已经发展得相当完善，产品规格从家用的0.2t/h到工业用70 t/h左右均有，控制器自动化程度高。
4、分立阀全自动型
分立阀一般是采用进口的全自动隔膜阀或电磁阀，并采用与传统手动方式相类似的结构，配合专用的全自动控制器(单片机或PLC)来组成软化水设备。全自动型设备主要用于流量较大的场合，也可以用于传统手动设备的改造，可以在不改动原设备管路的情况下将传统的手动设备改造成自动化设备。从而降低操作劳动强度，降低设备消耗。
二、软化方法种类
1、离子交换法
这种方法是目前最常用的标准方式。它采用特定的阳离子交换树脂，用钠离子将水中的钙镁离子置换出来。由于钠盐的溶解度很高，从而避免了随温度升高而造成水垢生成的情况。在餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中,也多采用离子交换法对补水进行处理。
这种方法的主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟，可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”，由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为钠离子交换器。
2、膜分离法
纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。
这种方法的特点是：效果明显而稳定，处理后的水适用范围广。但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。
3、石灰法
向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。
三、离子交换法的工作原理
由于离子交换法是最常用的一种软化水方法，所以下面我来详细介绍一下该方法的工作原理。
离子交换树脂是一种由化工原料苯乙烯和二乙烯基苯人工合成的高分子聚合物，表面有一层活性的磺酸基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。
由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：工作(有时叫做产水)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的。其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程。下面具体说一下这五个过程。
1、工作：这个阶段，硬水完成软化过程，通过树脂将钙镁离子转化为钠离子。化学反应方程式为：
Ca2+ ＋ 2R－Na 2Na+ ＋ R = Ca
Mg2+ ＋ 2R－Na 2Na+ ＋ R = Mg
2、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。
3、吸盐(再生)：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。化学反应方程式为：
R=Ca＋2NaCl 2R－Na＋CaCl2
R=Mg＋2NaCl 2R－Na＋MgCl2
4、慢冲洗(置换)：在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。
5、快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。
四、研修室软化器的操作及其它
1、概述：本研修室采用的是北京泰克尼环保设备有限公司生产的TA-250型软化器，由软化水器主体和盐罐两部分组成。
2、再生日期的确定（操作步骤）
1）将日期轮上所有插销拔起；
2）转动日期轮，使当天的星期数对准日期箭头；
3）根据水质硬度和日处理量确定再生周期，并按下相应的插销。
注：假设设备再生一次产15吨水，每天用水量为4吨，则一周再生2回，即3－4天再生一次即可。方法是将日期轮上拨片对称按下两个即可。但是鉴于研修室用水量很少，所以一般采用手动再生，而不采用自动再生。
3、再生时间的确定
拔出定时器扭，使时间箭头（黑色小箭头）指向当前的时刻，松开定时器使之弹回，并确认齿轮已咬合。
右下角为时间盘，有一黑色箭头，只需将当前时间对准箭头即可。假设现在时间为上午10:00，便将时间盘轻轻拨起并转动，使箭头指向10:00即可。时间盘将随时间同步运行，设备将在设定的再生日期凌晨2:30左右再生，时间约为一个半小时。
4、手动辅助再生
由于水质或处理量的突然变化，软化器的交换容量提前耗尽，出水水质不合格，此时可以使用辅助再生功能，增加再生次数，这项操作不会影响原设定的再生时间与周期。
方法：将出水阀门关闭，用大螺丝刀按下中间再生盘的黑色按钮抵住并逆时针方向旋至再生开始位置“START”，设备将自动完成一次再生，经过一个半小时，箭头自动指向工作位置时，打开出水阀门出软化水。
5、常见故障及排除
1）故障现象：当设备吸盐系统漏气，则设备在吸盐阶段造成吸盐少或不吸盐，而注水仍正常，这时会发现盐罐内水量一次比一次多，直至溢出，而水质不合格。
2）排除方法（操作步骤）：
①重新拧紧各锁母；
②将黑色箭头逆时针方向旋至注水位置保持一分钟，排掉吸盐管内空气；
③将黑色箭头逆时针旋至吸盐位置，这时控制器应从盐罐中吸盐，盐罐内液面慢慢下降，观察有机玻璃杯内黑色小球五分钟：
a、若小球浮在某一位置保持不动即说明不漏气，系统正常；
b、若小球慢慢下降，则说明系统各接头仍有漏气，重复以上三个步骤。
6、注意事项
1）24小时独立电源，若时间型设备遇停电时，待来电后需要重新调整时间盘时间，使之与当前时间一致。
2）盐罐内盐水需充分搅拌，盐水浓度保持20％左右，否则影响再生效果。
3）进水阀门长时间开启，设备处于待压状态，若水箱有浮球阀，出水阀门也长开启；若水箱球阀或浮球阀失效，水箱水满后关闭出水阀门。
4）盐罐内不需人为加水，设备会自动补水，在吸盐时盐液吸干属正常现象，不需加水，用户只需加盐即可。
5）手动旋至工作位置时，不能直接将黑色按钮的箭头直接旋至工作位置“STAR T”，而应将其旋至清洗和工作位置之间，这样定时器会自行转至工作位置，且再生驱动与定时器脱开，否则通电后电机又将驱动齿轮启动一次再生。
6）白天手动再生关闭出水阀门，待再生结束后开启。
7）黑色再生按钮用螺丝刀按下并逆时针旋转，方向千万不能错。
五、水软化的利与弊
1、利处
水的硬度是指水中和肥皂的能力，主要由钙、镁离子构成。软化水去除了水中的这些离子，因此去除了水的硬度，使水失去了中和肥皂的能力，大大提高了洗涤剂的效率；软化水不会结垢，有利于加热器的使用。
2、弊处
但由于去除了钙、镁离子等人体必需的矿物质，而大量增加了钠离子，软化水不宜作为饮用水。另外软水容易腐蚀管路，使金属管路生锈穿漏。水中余氯、有机物等仍然存在，没有得到净化。
交换树脂是人工合成的，合成过程中要添加许多助剂，例如致孔剂等，他们镶嵌在树脂的骨架中，要经过复杂且高成本的处理才能除掉。因此树脂的选择和处理也是非常关键的，如果采用非食品级的树脂，这些物质就会不断释放出来。
注：
①EDTA：全称为乙二胺四醋酸二钠，分子式为Na2H2Y?2H2O。
②铬黑T：简称EBT，化学式为NaH2In。
③Y表示烷基、苯基以及乙烯基、环氧基、氨基、巯基等有机官能团，常与胶粘剂基体树脂
中的有机官能团发生化学结合。
④铬蓝K：简称ACBK，化学式为C16H9N2Na3O12S3。
⑤实验室一般都配备了现成的氨-氯化铵缓冲溶液，如果需要自己配置，则称取
67.5g氯化
铵溶于200mL水中，加入570mL氨水，用水稀释至1000mL即可。
⑥三乙醇胺：化学式为N(CH2-CH2-OH)3，无色粘稠液体，具吸水性，露置空气中，颜色变
深，能与水、醇混合。在络合滴定等分析中，可用作干扰离子的掩蔽剂，如在p H=10的溶
液中，用 EDTA 滴定镁、锌、钙、镍等离子时，可用该试剂掩蔽钛、铝、铁、锡等离子。
参考文献
1、《水质检验工》，中国建筑工业出版社，7-80159-27-0；
2、《水的分析》，中国建筑工业出版社，15040·3512；
3、《房地产和物业管理行业质量管理体系文件》，中国标准出版社，ISBN：7-5066-3016-8；
4、《物业标准化管理全程实施方案——高层楼宇·写字楼·商场物业管理》，中国标准出版社，ISBN：7-5066-3296-9；
5、《物业标准化管理全程实施方案设施与设备管理》，中国标准出版社，ISBN：7-5066-3301-9；
6、《物业管理基础作业手本》，北京中天如日物业管理有限公司；
7、《物业管理培训·操作·研发指导书》，北京中天如日物业管理有限公司；
8、《泰克尼环保设备操作说明》，北京泰克尼环保设备有限公司；
9、国际互联网相关网站。
>水的总硬度的测定 总硬度 (Total hardness)是指水中钙、镁离子的总浓度，并换算成氧化钙计算。硬度对工业用水关系很大，尤其是锅炉用水。各种工业对水的硬度都有一定的要求。饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能，我国生活饮用水卫生标准中规定总硬度(以CaCO3计)不得超450mg/L。 总硬度的测定方法有： ① EDTA 络合滴定法，此方法使用设备简单、快速，是一般常选用的方法。 ② 原子吸收法，该方法简单、快速、灵敏、准确，干扰易于消除。当用 EDTA 法测定有干扰时，最好改用原子吸收法。 ③ 等离子发射光谱法，此方法快速、灵敏度高、干扰少，且可同时测定多种元素。 (一)实验方法：EDTA 络合滴定法 (二)实验原理 在 PH10 的条件下，用 EDTA 溶液络合滴定钙和镁离子，用铬黑T 作指示剂。铬黑T能与水中钙和镁离子形成紫色或紫红色络合物。滴定中游离的钙、镁离子首先与 EDTA 反应，与指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应，到达终点时，钙、镁离子全部与 EDTA 络合而使铬黑T 游离，溶液由紫红色变为天蓝色。 (三)仪器 (1)50ml 酸式滴定管 (2)100mL 量筒 (3)250mL 三角瓶 (四)药品 (1)乙二胺四乙酸二钠(简称 EDTA-2Na 或Na2H2Y·2H2O ) (2)氯化铵 (3)硫酸镁 (4)铬黑T (5)硫化钠 (6)盐酸羟胺
(7)浓氨水 (8)碳酸钙或锌粒 (9)氯化钠 (五)试剂 (1)氯化铵-氨水溶液(试剂A)： 称取 16.9g 氯化铵，溶于 143mL 浓氨水中。 (2)EDTA-Mg 溶液(试剂B)： 称取 0.78g 硫酸镁(MgSO4·7H2O)及1.179g EDTA-2Na 二水合物，溶于 50mL 蒸馏水中，加入 2mL 试剂A、5滴铬黑T 指示剂或 0.2g 铬黑T干粉，用 0.01mol/L EDTA 溶液滴定至溶液由紫红色变为天蓝色。 (3)氨性缓冲溶液(PH10)：将试剂A 和试剂B 混合，用蒸馏水稀释至250mL，保存于塑料瓶中，此时溶液仍为天蓝色，若溶液转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。 (4)0.01mol/L 钙标准溶液：准确称取约 0.2500g CaCO3，置于 100mL烧杯中，加几滴水湿润，盖上表皿，缓慢滴加 HCl 至CaCO3完全溶解，加 20mL 水，小火煮沸2min，冷却后定量转移到 250mL 容量瓶中，加水稀释至刻线，摇匀。 (5)0.01mol/L EDTA-2Na 标准溶液：称取 3.725g 在 80℃ 干燥 2h 并冷却的 EDTA-2Na置于烧杯中，加 500mL 水，微热并搅拌使其完全溶解，冷却后转入容量瓶定容至 1L，保存于聚乙烯瓶中，定期标定其浓度。 EDTA-2Na 标准溶液的标定： 吸取 25.00mL 钙标准溶液于锥形瓶中，加 50mL 水及 3mL Mg-EDTA 溶液，预加15.00mL EDTA 标准溶液，再加5mL 氨性缓冲溶液及适量铬黑T 指示剂，立即用EDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色变为纯蓝色为终点。平行滴定三次，其体积极差应小于 0.05mL，以其平均体积计算 EDTA标准溶液的浓度。 CEDTA(mol/l) =CCa×VCa/VEDTA (6)铬黑T 粉末指示剂：1.0g 铬黑T 与 100g NaCl混合，研细，存放于棕色瓶中，密塞备用，此指示剂可较长期保存。 铬黑T 指示剂溶液：0.5g 铬黑T，溶于 10mL 缓冲溶液中，用 95% 的乙醇稀释至100mL，放在冰箱中保存，可稳定一个月。 (六)实验步骤 (1)吸取 50mL 水样(若硬度过大，超过 3.6mmol/L 时可少取水样，用蒸馏水稀释至 50mL)，置于 150mL三角瓶中。
实验六自来水总硬度的测定 一、实验目的 1、学习络合滴定的原理及其应用 2、初步掌握EDTA标准溶液的配制、标定及稀释 3、掌握络合滴定法中的直接滴定法 4、掌握铬黑T指示剂和的使用及终点颜色变化的观察，掌握络合滴定操作。 二、实验原理 水的硬度的测定可分为水的总硬度和钙、镁硬度的测定两种，前者是测定Ca、Mg总量，并 以钙化合物(CaO)含量表示，后者是分别测定Ca和Mg的含量。 测定钙硬时，用NaOH调节溶液pH值为12～13，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2，白色沉淀， 以钙指示剂为指示剂，指示剂与钙离子形成红色的络合物，滴入EDTA时，钙离子逐步被络合， 当接近化学计量点时，已与指示剂络合的钙离子被EDTA夺出，释放出指示剂，此时溶液为蓝色。 测定钙镁总硬时，在pH=10的缓冲溶液中，以铬黑T(EBT)为指示剂，指示剂与钙、镁离子形成 酒红色的络合物，指示剂被EDTA从络合物中取代出来，至终点即恢复指示剂本身的天蓝色。 滴定前： EBT + Mg２＋= Mg-EBT (蓝色) (紫红色) 滴定时： EDTA + Ca2+= Ca-EDTA (紫红色) EDTA + Mg2+= Mg-EDTA (紫红色) 终点时:EDTA + Mg-EBT = Mg-EDTA + EBT (紫红色) (蓝色) 到达计量点时，呈现指示剂的纯蓝色。 水样中存在Fe3+，Al3+等微量杂质时，可用三乙醇胺进行掩蔽，Cu２+、Pb２+、Zn２+等重金属 离子可用Na2S或KCN掩蔽。 水的硬度常以氧化钙的量来表示。各国对水的硬度表示不同，我国沿用的硬度表示方法有 两种：一种以度(°)计，1硬度单位表示十万份水中含1份CaO(即每升水中含10mgCaO)，即 1°=10mg/lCaO;另一种以CaOmmol/l表示。经过计算，每升水中含有1mmolCaO时，其硬度为°， 硬度(°)计算公式为： 硬度(°)= C EDTA·V EDTA·M CaO×100/V水。 三、仪器与试剂 台秤、分析天平、酸式滴定管、锥形瓶、移液管(25mL)、容量瓶(250mL)、烧杯、试剂瓶、 量筒(100mL)、表面皿。 EDTA(s).)、KB指示剂、CaCO3(s).)、HCl(1∶1)、三乙醇胺(1∶1)、氨性缓冲溶液( pH≈10 称 取20gNH4Cl，溶解后，加100mL浓氨水，用水稀至1L)，铬黑T指示剂%)、钙指示剂(s, 与NaCl
水硬度及测定 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，随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、锌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。 一．锅炉水垢类别： 锅炉的给水和锅水的组成、性质以及生成水垢的具体条件不同，使水垢在成分上有很大的差别。如按其化学组成，水垢可以分为下列几种，其特性和结垢的部位简述如下： 1、碳酸盐水垢碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主，也有少量的碳酸镁。 其特性按其生成条件不同。有坚硬性的硬垢；也有疏松海绵状的软垢。此类水垢具有多孔性。比较容易清除： 它常在锅炉水循环较嘎的部位和给水的进口处结生。 2、硫酸盐水垢硫酸盐水垢的主要成分是硫酸钙。它的特性是特别坚硬和致密。它常沉积在锅炉内温度最高。蒸发率最大的蒸发面上。 3、硅酸盐水垢硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石(5CaO·5Si0 2·H 2 O)或镁 橄榄石(MgO．SiO 2 》：另一种是软质的硅酸镁。主要成分是蛇纹石 (3MgO·2SiO 2·2H 2 O)：一般二氧化硅的含量都在20％以上。 它的特性是非常坚硬，导热性非常小，它常常容易在锅炉温度高的蒸发面上沉积。 4、混合水垢混合水垢是由钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及铁铝氧化物等组成，很难指出其中哪一种是最主要的成分。主要是由于使用不同成分的水质生成的。
硬度的测定(EDTA滴定法) A1概要 在pH为10.0±0.1的被测溶液中，用铬黑T作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐(简称EDTA)标准溶液滴定至蓝色为终点，根据消耗EDTA标准溶液的体积，即可计算出水中硬度的含量。 A2试剂及配制 A 2.1c1/2EDTA=0.04mol/L标准溶液(配制方法见A18.2.1.1)。 A 2.2c1/2EDTA=0.002mol/L标准溶液(配制方法见A18.2.3.1)。 A 2.3氨-氯化铵缓冲溶液：稀取20g氯化铵溶于500mL除盐水中，加入150mL浓氨水(密度0.90g/mL)以及5.0g乙二胺四乙酸镁二钠盐(简写为Na2MgY)，用除盐水稀释至1000mL，混匀，取50.00mL，接A9.3.2(不加缓冲溶液)测定其硬度，根据测定结果，往其余950mL缓冲溶液中，加所需EDTA标准溶液，以抵消其硬度。 注：测定前对所用Na2MgY必须进行鉴定，以免对分析结果产生误差。鉴定方法：取一定量的Na2MgY溶于高纯水中，按硬度测定法测定其Mg2+或EDTA是否有过剩量，根据分析结果精确地加入EDTA或Mg2+，使溶液中EDTA和Mg2+均无过剩量。如无Na2.MgY或Na2MgY的质量不符合要求，可用4.716gEDTA二钠盐和 3.120gMgSO4·7H2O来代替5.0gNa2MgY，配制好的缓冲溶液，按上述手续进行鉴 定，并使EDTA和Mg2+均无过剩量。 A2.4硼砂缓冲溶液：稀取硼砂(Na2B4O7·10H2O)40g溶于80mL高纯水中，加入氢氧化钠10g，溶解后用高纯水稀释至1000mL混匀，取50.00mL，加0.1mol/L盐酸溶液40mL，然后按A3.2测定其硬度，并按上法往其余950mL缓冲溶液加入所需EDTA标准溶液，以抵消其硬度。 A2.50.5%铬黑T指示剂：称取0.5g铬黑T(C20H12O7N3SNa)与4.5g盐酸羟胺，在研钵中磨匀，混合后溶于100mL95%乙醇中，将此溶液转入棕色瓶中备用。
版次：A/0状态标识： 发放号：保密等级：内部 山东南山铝业股份有限公司 （建筑型材公司） 软水硬度的检测方法及操作规程 NSLY3-1107-134-1 拟制：刘勇 审核： 标检： 批准： 2008年08月01日发布2008年08月01日实施
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QHSE一体化管理性文件文件编号：NSLY3-1107-134-1 标题：软水硬度的检测方法及操作规程第B版第0次修订第1页共1页 1目的 为了满足铸造用水的要求。 2范围 适用于东海熔铸水泵房。 3职责 东海熔铸水泵房水分析员负责本规程的执行。 4具体内容 4.1方法原理 在PH值等于10的条件下，用EDTA标准溶液混合滴定钙镁离子作为指示剂的铬黑T 与钙镁离子形成紫红色或紫色溶液。滴定中，游离的钙镁离子首先与EDTA标准溶液反应，到达终点时溶液的颜色由紫色变成亮蓝色。 4.2所需试剂： 0.1mol/L EDTA标准溶液氨水缓冲溶液铬黑T 4.3测定方法 用移液管取100ml水样于锥形瓶中，加入5ml的氨水缓冲溶液，摇匀，再加入适量的铬黑T指示剂，立即用EDTA标准溶液进行滴定，但速度不可太快，并不断振摇。临近终点时更应慢滴多摇，使其充分反应。 4.4计算公式 y=v*c/v1*1000mol/L c-----EDTA标准溶液的浓度，mol/L V-----滴定时所消耗EDTA标准溶液的体积，ml V1---水样的体积。 4.5化验结果 软水器设定的产水数为50方水，当40方水时的硬度为0.1mmol/L,30方水时的硬度为0.1 mmol/L，20方水时的硬度为0.1mmol/L，10方水时的硬度为0.2mmol/L。综上所述，软水器产水能够达到软水硬度的标准。
实验七配位滴定法测定自来水的总硬度 一、实验目的 1、了解水的硬度的测定意义和常用硬度的表示方法； 2、学习EDTA标准溶液的配制与标定； 3、掌握配位滴定法测定自来水总硬度的原理和方法。 4、熟悉铬黑T指示剂终点颜色判断和近终点时滴定操作控制，了解金属指示剂的特点。 二、实验原理 通常将含较多量Ca2+、Mg2+的水叫硬水，水的总硬度是指水中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称为暂时硬度，遇热即成碳酸盐沉淀。反应如下： Ca(HCO3)2→ CaCO3(完全沉淀)+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2→MgCO3(不完全沉淀)+H2O+CO2↑ +H2O Mg(OH)2↓+CO2↑ 若以硫酸盐、硝酸盐和氯化物形式存在的称为永久硬度，再加热亦不产生沉淀（但在锅炉运行温度下，溶解度低的可析出成锅垢）。 水的硬度是表示水质的一个重要指标，对工业用水关系极大。水的硬度是形成锅垢和影响产品质量的重要因素。因此，水的总硬度即水中Ca2+、Mg2+总量的测定，为确定用水质量和进行水的处理提供了依据。 由Mg2+形成的硬度称为“镁硬”，由Ca2+形成的硬度称为“钙硬”。 水的总硬度测定一般采用配位滴定法，在pH≈10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T（EBT） > 为指示剂，用EDTA标准溶液直接测定Ca2+、Mg2+的总量。由于K CaY>K MgY> K Mg ·EBT K Ca·EBT，铬黑T先与部分Mg配位为Mg·EBT（红色）。当EDTA滴入时，EDTA与Ca2+、Mg2+配位，终点时EDTA夺取Mg·EBT的Mg2+，将EBT置换出来，溶液由红色变为蓝色。 测定钙硬时，另取等量水样加NaOH调节溶液pH为12~13，使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，加入钙指示剂用EDTA滴定，测定水中Ca2+的含量。由EDTA溶液的浓度和用量，可算出水的总硬度，由总硬度减去钙硬即为镁硬。有关化学反应如下： 滴定前：Mg2+ + HIn-+H+
题目：水的总硬度的测定专业：化学生物学 教师：吴明君 课程：分析化学实验姓名：
水的总硬度的测定 摘要：为测定水中总硬度，本文采用了EDTA络合滴定法。首先用碳酸钙标准品标定EDTA标准溶液，然后以铬黑T为指示剂测定自来水的总硬度，再以钙试剂为指示剂测定自来水的钙硬度，镁硬度为二者之差。实验结果为，自来水的总硬度为11.87?，RSD为1.1%；钙硬度为11.18?，RSD为0.6%；镁硬度为0.69?。此方法简单便捷，可广泛用于水质硬度的测定。 关键词：EDTA，自来水，硬度 Determination of total hardness of water Abstract: In order to determine the total hardness of water, this paper uses the EDTA complex titration method. First, the standard solution of EDTA was calibrated with calcium carbonate standard, then the total hardness of tap water was measured with chrome black T as indicator, and the calcium hardness of tap water was measured with calcium reagent as indicator, and Hardness of magnesium is the difference between the two. Experimental results are that the total hardness of tap water is 11.87?，RSD is 1.1%；Calcium hardness is 11.18?，RSD is 0.6%；hardness of magnesium is 0.69?. This method is simple and convenient, and can be widely used for the determination of water hardness. Key words: EDTA, tap water, hardness 引言 水的硬度最初是指水中钙、镁离子沉淀肥皂水化液的能力。一般含有钙、镁盐类的水叫硬水（硬水和软水尚无明确的界限，硬度小于5°的，一般可称软水）。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。暂硬和永硬的总和称为“总硬”。由镁离子形成的硬度称为“镁硬”。由钙离子形成的硬度成为“钙硬”。水的硬度的表示方法有很多种，随各国的习惯有所不同，我国目前采用的表示方法：以度(?)计，一硬度表示一百万分水中含一份CaO，即1?=10mg·L-1CaO。 水是人类最为宝贵的自然资源，也是人类以及所有动植物生存的基础。目前水的硬度的测定方法主要可分为化学分析法和仪器分析法[1]，主要有EDTA 络合滴定法，分光光度法，原子吸收法，ICP —AES法，离子色谱法自动电位滴定法，离子选择性电极一流动技术法，电解液阴极大气辉光放电原子发射光谱法[2]等几种测定方法。本文采用EDTA 络合滴定法测定水的硬度。 水的硬度在生产和生活中都有极大的作用。硬水易形成水垢，容易造成锅炉设备的爆炸，且硬水对衣物的洗护作用较差。在生产中，水的硬度影响面包发酵的效果[3]，对海参的泡发率也有一定的影响[4]，同时胶印润版液中水的硬度对乳化之后油墨的粘着性等性质均产生影响[5]。目前，我们采用的降低水的硬度的普遍方法是煮沸法，在科研工作中还有用改性大豆皮[6]降低水的硬度的研究和曝气-石灰碱化法[7]降低水的硬度等研究。本实验采用操作简单的EDTA络合滴定法对水的硬度进行测定，结果准确。
实验三 自来水总硬度的测定 一、目的要求 1、学习EDTA 标准溶液的配制和标定； 2、了解配位滴定法测定自来水总硬度的原理、条件和方法。 二、实验原理 1、Ca 2+、Mg 2+是决定自来水总硬度的主要离子。对于水的总硬度，我国“生活饮用水卫生标准”规定，总硬度以CaCO 3计，不得超过450mg·L -1。用EDTA 标准溶液滴定自来水，测定其中Ca 2+、Mg 2+的总浓度，即可得到以CaCO 3为指标测定的自来水的总硬度。 2、本实验采用配位滴定法，滴定剂是EDTA 标准溶液，指示剂为铬黑T （EBT ）指示剂。在pH=10的氨性缓冲溶液中，通过加入三乙醇胺（掩蔽Fe 3+、Al 3+等）、Na 2S （掩蔽Cu 2+、Zn 2+、Pb 2+等），确保只有Ca 2+、Mg 2+被滴定。如果水样中Mg 2+的浓度小于Ca 2+浓度的1/20,则需加入5mlMg 2+-EDTA 溶液。滴定时，为提高终点的敏锐性，通常在EDTA 溶液中加入适量Mg 2+，因为Mg-EBT 的稳定性大于Ca-EBT ，滴定过程中，Ca 2+把Mg-EDTA 中的Mg 2+置换出来；终点时，EDTA 把Mg-EBT 中的Mg 2+夺出，溶液由紫红色变成蓝绿色。 3、计算公式：水的硬度= 水样的体积 cV ×100.09（mg/L ）式中c 为EDTA 的 浓度，V 为EDTA 的体积，100.09为CaCO 3的质量。 三、仪器与试剂 1、电子天平、烘箱、称量瓶、铁架台、250ml 锥形瓶、50ml 移液管、50ml 酸式滴定管、200ml 烧杯等。 2、EDTA （0.01mo/L ）、基准试剂：CaCO 3120℃干燥2h 或金属锌（99.99%）：取适量锌片或锌粒置于小烧杯中，用 0.1mol/L HCl 清洗1min ，以除去表面的氧化物，再用自来水和蒸馏水洗净，将水沥干，放入干燥箱中100℃烘干（不要过分烘烤，）冷却。 3、铬黑体（EBT ）溶液(5g.L － 1)：称取0.50 g 铬黑T ，加入25mL 三乙醇胺、75 mL 乙醇 4、Na 2S 溶液(20g/L)、三乙醇胺溶液(1+4) 5、氨水(1+2)、盐酸(1+1) 6、甲基红：1g/L 60%的乙醇溶液 7、镁溶液：1gMgSO 4.7H 2O 溶解于水中，稀释至200mL 8、氨性缓冲溶液（pH=10）：称取20g NH 4Cl 固体溶解于水中，加100ml 浓氨水，用水稀释至1L 。 四、实验步骤 1、EDTA 的配制与标定。 配制：称取2 g 乙二胺四乙酸二钠盐(Na 2H 2Y.2H 2O)，用水溶解稀释至500mL 。如溶液需保存，最好将溶液储存在聚乙烯塑料瓶中。 标定EDTA 的基准物较多，常用纯 CaCO 3 ，也可用纯金属锌标定，其方法如下：
水中总硬度的测定方法 1、范围适用于水中总硬度的测定 2、引用标准GB/T 8538—95 3、试剂 3.1 缓冲溶液（pH＝10）：将67.5g氯化铵溶解于300ml蒸馏水中，加氢氧化铵（ρ20＝0.90g/ml）570ml，用纯水稀释至1000ml。 3.2 铬黑T指示剂（0.5%）：称取0.5g铬黑T（C20H12N3NaO7S），溶于100ml三乙醇胺中。 3.3 c（EDTA）＝0.002mol/l 4、分析步骤 吸取50ml水样（若硬度过大可少取水样，用纯水稀释至50ml，若水样硬度过低改用100ml），置于250ml锥形瓶中加入5ml缓冲溶液，5滴铬黑T指示剂，立即用c（EDTA）＝0.002mol/l 滴定至溶液呈纯蓝色为终点。记录消耗量，同时做空白。 5、计算 5.1 锅炉水和自来水（以CaO计） ρ(CaO)= (V1-V0)×c×56×1000 V 5.2 矿泉水（以CaCO3计） ρ(CaCO)= (V1-V0)×c×100.09×1000 V 式中：ρ(CaCO)、ρ(CaO)――水样的硬度，mg/l； V1――滴定中消耗EDTA溶液体积，ml：V0――空白消耗EDTA溶液体积，ml： c ――EDTA标准溶液的浓度，mol/l：V ――所取水样体积，ml。 水中氯化物的测定方法 1. 适用范围适用于矿泉水、纯净水、自来水及炉水的测定。 2. 试剂 2.1 铬酸钾溶液（5％）：称取5克铬酸钾溶于100ml纯水中。 2.2 酚酞指示剂（1％）：称取1克酚酞溶于100ml 95％乙醇中。 2.3 硫酸溶液（0.1mol/L）：吸取6ml浓硫酸加入1000ml纯水中摇匀。
实验八水的硬度的测定 一、实验目的 1．应用EDTA测定水中的钙硬度和钙镁总硬度。 2．熟悉铬黑T和钙指示剂的应用。 二、实验原理 水的硬度的测定可分为水的总硬度和钙、镁硬度的测定两种，前者是测定Ca、Mg总量，并以钙化合物(CaO)含量表示，后者是分别测定Ca和Mg的含量。 测定钙硬时，用NaOH调节溶液pH值为12～13，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2，白色沉淀，以钙指示剂为指示剂，指示剂与钙离子形成红色的络合物，滴入EDTA时，钙离子逐步被络合，当接近化学计量点时，已与指示剂络合的钙离子被EDTA夺出，释放出指示剂，此时溶液为蓝色。 测定钙镁总硬时，在pH=10的缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，指示剂与钙、镁离子形成酒红色的络合物，指示剂被EDTA从络合物中取代出来，至终点即恢复指示剂本身的天蓝色。 三、实验试剂 1．EDTA溶液(0.02mol·L-1)， 2．氨性缓冲溶液( pH≈10 称取20gNH4CL，溶解后，加100mL浓氨水，用水稀至1L)，3．铬黑T指示剂(5g/L)，4．三乙醇胺溶液(1/2) 5．NaOH (1mol/L)， 6．HCl(1/1)，7．钙指示剂。 五、实验步骤 1．钙镁总硬的测定 用移液管吸取100mL自来水样置于250mL锥形瓶中，加HCl(1/1)1~2滴酸化水样，煮沸数分钟除去CO2，冷却后加入5mL三乙醇胺溶液，摇动锥形瓶，5mL氨性缓冲溶液，再加3~4滴铬黑T指示剂，溶液呈红色。用EDTA标准溶液滴定，由红色至纯蓝色即为终点。 2．钙硬的测定 用移液管吸取100mL自来水样置于250mL锥形瓶中，加HCl(1/1)1~2滴酸化水样，煮沸数分钟除去CO2，冷却后加入5mL三乙醇胺溶液，摇动锥形瓶，加入5mL 1mol·L-1 NaOH和少许钙指示剂，摇动锥形瓶，使指示剂溶解，溶液呈明显的红色。用标准EDTA 溶液滴定到红色变为蓝色即为终点。
实验六工业用水总硬度的测定 一、实验目的 1 、学习EDTA 标准溶液的配制和标定方法。 2 、掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点。 3 、掌握EDTA 测定水硬度的原理和方法。 二、实验原理 1、水的硬度的含义 锅垢的形成是水中钙、镁的碳酸盐、酸式碳酸盐、硫酸盐、氯化物所导致的。水中钙、镁盐等的含量用“硬度”表示，其中Ca2+、Mg2+含量是计算硬度的主要指标。 水的总硬度包括暂时硬度和永久硬度。在水中以碳酸盐及酸式碳酸盐形式存在的钙、镁盐，加热能被分解，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加热不能除去称为永久硬度。 2、测定水的硬度方法 硬度是工业用水的重要指标，它为水的处理提供依据。测定水的总硬度就是测定水中Ca2+、Mg2+的总含量，一般常用配位滴定法。即在pH=10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T 作指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定，直至溶液由酒红色转变为纯蓝色为终点。滴定时，水中存在的少量Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+等重金属离子可用KCN、Na2S来掩蔽 3、水的硬度的表示方法： 测定结果的钙、镁离子总量常以CaCO3的量来计算水的硬度。 1）、我国通常以含CaCO3的质量浓度ρ表示硬度，单位取mg·L-1。 2）、也有用CaCO3的物质的量浓度来表示的，单位取m mol·L-1。 3）、还有以度（°）表示的：即1升水中含有10mgCaO称为1°.
平时我们常提到的软水和硬水就是用（°）来衡量水的硬度的程度的。硬度小于5.6° 的水，一般可称为软水，生活饮用水要求硬度小于25°，工业用水则要求为软水，否则易在容器、管道表面形成水垢，造成危害。 三、水的硬度的测定过程 （1）、所需试剂： 1）、0.02molL -1 DETA 溶液 （Na 2H 2y ·2H 2O 的摩尔质量为372.26） 配制：4g Na 2H 2y ·2H 2O 置于250ml 烧杯中，加约50ml 高纯水，微热溶解后，稀释到 500ml ，转入试剂瓶中，摇匀。 标定：标定用的基准试剂为CaCO 3 用减量法准确称取CaCO 30.5 ~ 0.6g 于100ml 烧杯中，用1∶1 HCl 溶液加热 溶解,待冷却后转入250ml 容量瓶中,用高纯水稀释到刻度,摇匀即可。 用移液管移取25.00ml 上述Ca 2+标准溶液于250ml 锥形瓶中，加约50ml 高纯水，加 5ml 20％ NaOH(现用现配)溶液,并加5滴钙指示剂,用EDTA 溶液滴定至溶液由酒红色恰 变为纯蓝色,记下所消耗的EDTA 溶液体积,计算EDTA 溶液的准确浓度,公式如下: C EDTA =EDTA 33 CaCO V 10m ?CaCO M （M CaCO3=100.1） 平衡标定三份，EDTA 的标准浓度 C EDTA =3321EDTA EDTA EDTA C C C ++ 2)CaCO 3固体试剂(基准试剂,110℃下干燥后装入称量瓶放在干燥器中). 3)1﹕1 HCl 溶液 4)20％NaOH 溶液（现用现配） 5）钙指示剂.（称取0.5g 钙指示剂，加20ml 三乙醇胺，加水稀释至100ml ）（或与 NaCl 配成质量比为1∶100的固体混合物） 6）铬黑T 指示剂（配制方法同钙指示剂）（必要时加4.5g 盐酸羟胺防氧化变质）
EDTA标定及水硬度的测定 一、实验目的 1．掌握EDTA标准溶液的配制和标定方法。 2．学会判断配位滴定的终点。 3．了解缓冲溶液的应用。 4．掌握配位滴定的基本原理、方法和计算。 5．掌握铬黑体T、钙指示剂的使用条件和终点变化。 二、实验原理 测定自来水的硬度，一般采用络合滴定法，用EDTA标准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、总量然后换算为相应的硬度单位。 用EDTA滴定Ca2+、Mg2+总量时，一般是在pH=10的氨性缓冲溶液进行，用EBT（铬黑体）作指示剂。化学计量点前，Ca2+、Mg2+和EBT生成紫红色络合物，当用EDTA溶液滴定至化学计量点时，游离出指示剂，溶液呈现纯蓝色。 由于EBT与 Mg2+ 显色灵敏度高，与Ca2+显色灵敏度低，所以当水样中Mg2+含量较低时，用EBT 作指示剂往往得不到敏锐的终点。这时可在EDTA标准溶液中加入适量的Mg2+（标定前加入Mg2+对终点没有影响）或者在缓冲溶液中加入一定量Mg2+—EDTA盐，利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性，也可采用酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂，此时终点颜色由紫红色变为蓝绿色。 滴定时，Fe3+，Al3+等干扰离子，用三乙醇胺掩蔽；Cu2+，Pb2+，Zn 2+ 等重金属离子则可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。 本实验以CaCO3的质量浓度（mg/L）表示水的硬度。我国生活饮用水规定，总硬度以 CaCO3计，不得超过450 mg/L。 计算公式：水的硬度= ×100.09（mg/L）式中C为EDTA的浓度，V为EDTA的体积，100.09为CaCO3的质量 三、仪器与试液 1．EDTA标准溶液（0.01mo/L）：称取2 g乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y.2H2O)于250 mL 烧杯中，用水溶解稀释至500mL 。如溶液需保存，最好将溶液储存在聚乙烯塑料瓶中。 2．氨性缓冲溶液（pH=10）：称取20g NH4Cl固体溶解于水中，加100ml 浓氨水，用水稀释至1L。
水硬度单位定义及换算 水硬度的单位常用的有mmol/L或mg/L。过去常用的当量浓度N已停用。换算时，1N=0.5mol/L 由于水硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的，因此，为了有一个统一的比较标准，有必要换算为另一种盐类。通常用Ca0或者是CaCO3（碳酸钙）的质量浓度来表示。当水硬度为0.5mmol/L时，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各国也有的用德国度、法国度来表示水硬度。1德国度等于10mg/L的CaO，1法国度等于10mg/L的CaCO3。 0.5mmol/L相当于208德国度、5.0法国度。 1、mmol/L —水硬度的基本单位 2、mg/L(CaCO3) —以CaCO3的质量浓度表示的水硬度 1mg/L(CaCO3) = 1.00×10-2 mmol/L 3、mg/L(CaO) —以CaO的质量浓度表示的水硬度 1mg/L(CaO) = 1.78×10-2 mmol/L 4、mmol/L(Boiler) —工业锅炉水硬度测量的专用单位，其意义是 1/2Ca+2和1/2Mg+2的浓度单位 1mmol/L(Boiler) = 5.00×10-1 mmol/L 5、mg/L(Ca) —以Ca的质量浓度表示的水硬度 1mg/L(Ca) = 2.49×10-2 mmol/L 6、of H（法国度）—表示水中含有10mg/L CaCO3或0.1mmol/L CaCO3 时的水硬度
1ofH = 1.00×10-1mmol/L 7、odH（德国度）—表示水中含有10 mg/L CaO时的水硬度 1odH = 1.79×10-1 mmol/L 8、oeH（英国度）—表示水中含有1格令/英国加仑，即14.3mg/L或 0.143mmol/L的CaCO3时的水硬度 1oeH = 1.43×10-1mmol/L 9、水硬度单位换算： 1mmol/L ＝ 100 mg/L (CaCO3) ＝ 56.1 mg/L (CaO) ＝ 2.0 mmol/L (Boiler锅炉) ＝ 40.1 mg/L (Ca) ＝ 10 ofH (法国度) ＝ 5.6 odH (德国度) ＝ 7.0 oeH (英国度)
实验五自来水总硬度的测定 一、实验目的 1、掌握EDTA法测定水的总硬度的原理和方法。 2、掌握EDTA标准溶液的配制和标定方法。 3、掌握水硬度的表示方法及计算。 二、实验原理 水的硬度是表示水质的一个重要指标，对工农业用水、饮用水关系很大。所谓水的硬度是指水中各种可溶性钙盐和镁盐的含量，它包括暂时硬度和永久硬度。暂时硬度主要是指水中含钙、镁的酸式碳酸盐，加热能析出沉淀而除去；永久硬度是指钙、镁的硫酸盐、硝酸盐和氯化物，它们在加热时不沉淀。 水的总硬度的测定，一般采用EDTA配位滴定法。在pH=10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液直接测定水中Ca2+、Mg2+总量，终点由紫红色变为纯蓝色。若有Fe3+、Al3+干扰，可用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na 2S予以掩蔽。 滴定前：EBT + Mg2+═Mg-EBT （蓝色）（紫红色） 化学计量点前：Ca2++ H2Y2-═CaY2-+ 2H+ Mg2++ H2Y2-═MgY2-+ 2H+ 化学计量点：Mg-EBT + H2Y2-═MgY2- + EBT + 2H+ （紫红色）（蓝色） 水的硬度有多种表示方法。我国目前采用两种表示方法：
一种是以（o）为单位，1o表示1L水中含10mgCaO（德国度）； 一种是以mg·L-1计，是一种国际单位，表示1升水中含1mgCaO。< 4o极软水，4o～8o软水，8o～16o中等水，16o～30o硬水，>30o极硬水。生活用水<25o。 EDTA酸在水中溶解度较小，通常采用EDTA二钠盐配制其标准溶液，因市售的EDTA含有少量杂质而不能直接用做标准溶液，故采用间接法配制。常用EDTA标准溶液的浓度为0.01～0.05 mol·L-1。EDTA溶液应储存在聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中。 标定EDTA的基准物质较多，含量不低于99.95%的某些金属如Zn、Pb、Cu、Bi、Ni ，以及它们的金属氧化物如ZnO，或某些盐类如CaCO3、MgSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等。 通常选用与被测组分相同的物质作基准物，可使标定条件与测定条件尽量一致，从而减小误差。本实验采用CaCO3作基准物质，标定原理与测定原理一致。 三、仪器与试剂 1、仪器：50mL酸式滴定管1支；250mL锥形瓶3个；25mL移液管1支；50mL移液管1支；表面皿1个；250mL烧杯1个；滴管1支；10mL量杯1个；吸耳球1个；250mL容量瓶1个；小滴瓶1个；洗瓶1个。 2、试剂：0.01mol·L-1EDTA标准溶液（待标定）；待测自来水样；NH3 -NH4Cl 缓冲溶液；CaCO3(s)基准试剂；1:1HCl溶液；0.5%铬黑T指示剂。 四、实验内容 1、0.01mol·L-1EDTA标准溶液的标定 准确称取0.20～0.23g CaCO3基准试剂于250mL烧杯中，加少量蒸馏水
实验三自来水总硬度的测定 自来水总硬度的测定 一、目的要求 1、学习EDTA标准溶液的配制和标定； 2、了解配位滴定法测定自来水总硬度的原理、条件和方法。 二、实验原理 1、Ca2+、Mg2+是决定自来水总硬度的主要离子。对于水的总硬度，我国“生活饮用水卫生标准”规定，总硬度以CaCO3计，不得超过450mgL-1。用EDTA标准溶液滴定自来水，测定其中 Ca2+、Mg2+的总浓度，即可得到以CaCO3为指标测定的自来水的总硬度。 2、本实验采用配位滴定法，滴定剂是EDTA标准溶液，指示剂为铬黑T（EBT）指示剂。在pH=10的氨性缓冲溶液中，通过加入三乙醇胺（掩蔽Fe3+、Al3+等）、Na2S（掩蔽Cu2+、Zn2+、Pb2+等），确保只有Ca2+、Mg2+被滴定。如果水样中Mg2+的浓度小于Ca2+浓度的1/20,则需加入5mlMg2+-EDTA溶液。滴定时，为提高终点的敏锐性，通常在EDTA溶液中加入适量Mg2+，因为Mg-EBT的稳定性大于Ca-EBT，滴定过程中，Ca2+把Mg-EDTA中的Mg2+置换出来；终点时，EDTA把Mg-EBT中的Mg2+夺出，溶液由紫红色变成蓝绿色。 3、计算公式：水的硬度=
100、09（mg/L）式中c为EDTA的浓度，V为EDTA的体积，100、09为CaCO3的质量。 三、仪器与试剂 1、电子天平、烘箱、称量瓶、铁架台、250ml锥形瓶、50ml 移液管、50ml酸式滴定管、200ml烧杯等。 2、EDTA（0、01mo/L）、基准试剂：CaCO3120℃干燥2h或金属锌（ 99、99%）：取适量锌片或锌粒置于小烧杯中，用 0、1mol/L HCl清洗1min，以除去表面的氧化物，再用自来水和蒸馏水洗净，将水沥干，放入干燥箱中100℃烘干（不要过分烘烤，）冷却。 3、铬黑体（EBT）溶液(5g、L－1)：称取0、50 g铬黑T，加入25mL 三乙醇胺、75 mL乙醇 4、Na2S 溶液(20g/L)、三乙醇胺溶液(1+4) 5、氨水(1+2)、盐酸(1+1) 6、甲基红：1g/L60%的乙醇溶液 7、镁溶液：1gMgSO4、7H2O 溶解于水中，稀释至200mL 8、氨性缓冲溶液（pH=10）：称取20g NH4Cl固体溶解于水中，加100ml浓氨水，用水稀释至1L。 四、实验步骤 1、EDTA的配制与标定。
1.37分析、化验。 1.38硬度的测定。 1.39试剂： （1）0.02MEDTA标准溶液 （2）0.01MEDTA标准溶液 （3）氨---氯化氨冲溶液 （4）0.5%铬黑T指示剂 1.40测定方法：取100ML透明小样注入锥形瓶中，加入5ML氨---氯化铵缓冲液和2滴0.5%铬黑T指示剂，用0.02MEDTA标准溶液滴定到溶液同酒红色变为纯蓝色。 1.41计算公式： C（Y2EDTA）Vn Y2= ×103 V 单位（毫摩尔/升） 1.42总碱度的测定： 1.43试剂：（1）1%酚酞指示剂 （2）甲基橙指示剂 （3）甲基红—亚甲基蓝指示剂 （4）0.1N,0.05,0.01N,H 2 SO4标准溶液 1.44测定方法：量取100ML（炉水）透明水样注入250ML锥形瓶中加入2-3滴 1%酚酞指示剂，若溶液显红色，则用0.01N H 2 SO4标准溶液滴定至恰好无色，记 录耗酸量V1。在上述锥形瓶中，再加入2滴1%甲基橙指示剂，继续用H 2 SO4标准溶液滴定至溶液呈橙色，记录第二次耗酸量V2。 1.45计算公式：TD=N（V1+V2）×10（Me/L） 1.46氯化物测定： 1.47试剂：（1）氯化钠标准溶液 （2）硝酸银标准溶液（1ML=1mg） （3）10%铬酸钾指示剂 （4）1%酚酞指示剂 （5）0.1N氢氧化钠溶液 （6）0.1N硫酸标准溶液 1.48测定方法：取100ML水样于锥形瓶中，加2-3滴1%酚酞指示剂，若显红色， 即用H 2SO4中和至红色，若不显红色，则用氢氧化钠中和至微红色，然后用H 2 SO4 滴回无色，再加入1ML10%铬酸钾指示剂。 用硝酸银标准溶液滴定至橙色，记录硝酸银标准溶液的消耗量V1，同时作空白试验，记录硝酸银标准溶液的消耗体积V2。 1.49计算公式： （V1-V2）×1.0 [CL—]= ×100 V 1.50 PH测定： 用PH试纸测出水样的大致PH值，选用相应的指示剂，一般炉水的PH值10-12，给水的PH值>=7。
软水总硬度的测定 1. 原理 在pH = 10的条件下，Ca2＋和Mg2＋与EDTA溶液反应生成1：1的络和物。当样品中加入铬黑T指示剂后，铬黑T能与Ca2＋和Mg2＋反应形成酒红色络和物。用EDTA标准溶液滴定到等当点时，它能置换出指示剂络和物中的Ca2＋和Mg2＋使指示剂游离出来从而使溶液显示指示剂本身的颜色蓝色。 2. 试剂 2.1 EDTA标准溶液0.005mol/l 2.1.1 配制：溶1.862g EDTA-2Na盐（粉状）溶于适量热蒸馏水中，并稀释至1L，摇匀。 2.1.2 标定： 称取0.1g在800℃灼烧至恒重的氧化锌（优级纯），准确至0.0001g。用少量水润湿，加入20%盐酸溶液直至氧化锌完全溶解，转移至250ml容量瓶中，用蒸馏水定溶至刻度，混匀。吸取30.0ml此溶液，加70ml蒸馏水，用氨水调节pH值至7.0—8.0，加10ml pH=10缓冲溶液(NH3-NH4Cl) 和5滴铬黑T指示剂。用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫色变为蓝色，同时做空白实验。 计算： m×30/250 C EDTA= ────────── (V－V B)×0.08138 式中: m 氧化锌的重量, g V 滴定消耗EDTA溶液的体积, ml V B空白消耗EDTA溶液的体积, ml 2.2缓冲溶液pH=10 称取1.25gEDTA二钠镁和16.9g氯化铵于143ml浓氨水中，用蒸馏水稀释至250ml。储存于密闭的塑料容器中。防止氨气逸出或CO2气进入容器中。 2.3铬黑T指示剂 溶0.5g铬黑T于10ml pH=10氨—氯化铵缓冲溶液中，用95%乙醇稀释至100ml。在冰箱中储存于棕色指示瓶中。或用固体铬黑T和氯化钠按1：100的比例混合并研成粉末。 2.4 掩蔽剂 2.4.1 硫化钠溶液：溶硫化钠（NaS.9H2O5g或NaS.5H2O 3.7g）于100ml水中，摇匀。 2.4.2 盐酸羟胺溶液：溶1g盐酸羟胺（NH2OH.HCl)于100ml水中,摇匀。 2.4.3 三乙醇氨，分析纯。 3. 仪器 3.1 微量滴定管10ml 3.2 锥形瓶250ml 3.3 pH计
EDTA 测定水的硬度 摘要：本文介绍了通过EDTA 测定水的硬度的方法。首先选用碳酸钙作为基准物，制成钙标准溶液，选用钙指示剂，以配置好的EDTA 标定至溶液由酒红色变为纯蓝色，通过计算得到其准确浓度为10.01044mol L -? ，本文分别介绍了测定水的总硬与钙硬的方法，镁硬由总硬减去钙硬即可得到。首先以铬黒T 为指示剂，控制溶液的酸度为PH=10，以EDTA 滴定水样，实验测得该试样总硬度为11.43。然后选用钙指示剂，以EDTA 滴定水样，测得该试样钙硬为9.001，由此，得到镁硬为 2.43 关键字：水样 硬度 EDTA 钙硬 镁硬 前言： 乙二胺四乙酸（简称EDTA ，常用H 4Y 表示）难溶于水，常温下其溶解度为L -1 (约L),在分析中通常使用其二钠盐配置标准溶液。乙二胺四乙酸的溶解度为120g ·L -1 ，可配成 mol/L 以上的溶液，其水溶液的pH ≈ ，通常采用间接法配制标准溶液。 标定EDTA 溶液常用的基准物有：Zn 、ZnO 、CaCO 3、Bi 、Cu 、Ni 等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样，滴定条件较一致，可减小误差。本实验EDTA 用于测定水样中的钙含量，则宜用CaCO 3为基准物。 一般含有钙、镁盐类的水叫硬水，硬度有暂时硬度和永久硬度之分。暂时硬度指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬度。永久硬度指水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐，在加热时亦不沉淀。 暂硬和永硬的总和称为“总硬”，由镁离子形成的硬度称为“镁硬”，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。 本文采用我国目前最常用的硬度表示方法：以度（°）计，1硬度单位表示十万份水中含一份CaO ， 5100010CaO EDTA EDTA M c V V ?? ?= ?水 硬度（）