离子选择电极法测定天然水中

水质氟化物的测定离子选择电极法
氟化物是水质中重要的有毒物质，它可以与水相聚合形成复杂的混合物，影响人体健康，因此需要对水域中氟化物的浓度进行监测。

离子选择电极法是进行水质氟化物分析的
最常用方法，它包括采样、容器、滴定液、试剂和离子选择电极等，全面评价水质氟化物
成分，在行业中得到广泛应用。

离子选择电极法是一种特殊分析仪器，能够同时进行多元组分的测定，其原理是根据
微量测定组分在不同离子强度下的电位差进行分析，因此被称为离子选择电极法。

利用离
子选择电极法测定水质中氟化物时，首先是采样，把水样放入容器，在离子选择电极法测
定完成后，分析表示水质氟化物的浓度。

接下来就是做滴定液，将试剂根据比例加入水样中，使得滴定液有效反应。

如果滴定液的测试结果出现氟化物，则与预定的电位测定参数
一起，在所用的离子选择电极器上进行电位测定。

离子选择电极法测量水质氟化物的特点：一是效率高，容易操作; 二是可以测量多种
氟化物，量程较大; 三是准确、稳定、重复性好，数据可靠可追溯; 四是仪器投资少，价
格较低。

离子选择电极法的优越性使其成为水质氟化物测量的理想工具，且市场供应也很充足。

它能准确、可靠地测定水体中的氟化物含量，是确定水质氟化物浓度和及时预警的有效工具。

但也需要专业技术人员来操作，考虑到可能会存在的准确性、可行性问题，在使用前，一定要充分做好准备，包括完整的操作指南、完整的仪器设备和相关实验设备等，将离子
选择电极法用于监测水质氟化物，才是最可靠的方法。

离子选择性电极法测定水中微量氟实验目的：了解电化学在分析中的应用；了解氟电极测定氟离子的原理和方法；学会离子计的使用；掌握标准曲线法和标准加入法。

实验结果：根据标准曲线法做出E-lgC 线性曲线，得到C 水样=2.764mg ·ml -1。

根据标准加入法C 水样=0.255mg ·ml -1。

背景介绍：无机氟化物的水溶液含有F −和氟化氢根离子HF 2−。

氟化物矿物比较重要的是萤石和氟磷灰石。

在天然饮用水和食物中都有低浓度的氟化物存在，而地下水中的氟含量则要高一些。

氟化物的毒性与其反应活性和结构有关，对盐而言，则是离解出氟离子的能力。

虽然聚四氟乙烯是化学惰性且无毒的，但在炊具温度超过260 °C 后就会变性，并且在350 °C 以上分解。

氟化物主要用于有机合成、无机材料、玻璃刻蚀、口腔病防治等。

氟是牙齿及骨骼不可缺少的成分，少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力。

但氟含量过高则会发生氟中毒：主要表现为氟骨症和氟斑牙。

人体每日摄入量4mg 以上会造成中毒，损害健康。

饮用水中氟含量的高低对人体健康有一定影响，氟的含量太低易得龋齿，过高则会发生氟中毒现象，适宜含量为0.5mg ·L-1左右。

因此，监测饮用水中氟离子含量至关重要。

氟离子选择性电极法已被确定为测定饮用水中氟含量的标准方法。

实验原理：离子选择性电极是一种电化学传感器，将离子的活度转换成相应的电位。

氟电极和甘汞电极、待测溶液组成一个电池，通过测量其电位来指示氟离子的活度。

电池组成：Hg|Hg 2Cl 2,KCl(饱和)||试液|LaF 3|NaF,NaCl,AgCl|Ag 其电动势和氟离子活度的关系式为：--=F a FRT K E lg 303.2'，在固定条件下，K 为常数，在加入适量惰性电解质（TISAB ），保证离子强度不变，近似把浓度当做活度，代入得：---=-=F F c K c FRT K E lg 0591.0lg 303.2'。

仪器分析实验氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量2017 年 5 月 12日氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量许诗赫 PB14007321【实验目的】1、熟悉电位法的基本原理和一般分析方法；2、了解离子计的结构并掌握其基本操作技术；3、了解氟离子选择电极的基本功能，掌握离子计的使用方法。

【基本原理】0原理概述：氟离子选择电极对F－有选择性响应，并且在一定条件下，电池电势与试液中的氟离子浓度的对数呈线性关系。

通过氟离子选择电极可以定量测出自来水中的氟离子浓度。

0氟离子选择电极：电极底部敏感膜由LaF3单晶片制成，单晶中常加入少量的EuF2以增加其导电性，当电极插入含有F－的溶液时，F－在敏感膜与溶液界面扩散及在晶格的空穴中移动产生膜电位，电极电位的能斯特方程为：E F−= k −2.303RTF lg a F−=k−s lg a F−（k 为常数；s=2.303RTF为电极的斜率）实际测量时，F－选择电极与一支参比电极（如饱和甘汞电极）一同插入被测溶液中组成测量电池，电池的图解表示式为：氟离子选择电极︱试液（c=x）︱饱和甘汞电极（SCE）该电池的电池电势为：E = E SCE− E F−= E SCE− k s+lg a F−将E SCE和k合并，用E0表示有：E = E0+s lg a F−当溶液中加入较高浓度的TISAB溶液（总离子强度调节缓冲液）以维持恒定的离子强度时，可改写为：,E = E0+s lg c F−,25℃时，电池电势E为：E=E0+ 0.0592 lg c F−可见，在一定条件下，电池电势与试液中的氟离子浓度的对数呈线性关系。

0可以采用的实验方法：工作曲线法、标准加入法、仪器直读等其他方法。

0天然水中的氟离子：一般天然水中氟离子的含量很低。

在河流、湖泊等地表水中氟的含量通常为百分之几至十分之几毫克/升，而在地下水中氟含量则在1mg/L左右，在某些矿泉水中可能有更高的含量。

实验项目：离子选择电极法测定天然水中F—【实验题目】离子选择电极法测定天然水中F—【实验目的】1．掌握电位法的基本原理。

2．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。

【实验原理】氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。

氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：在式中，0.059为25℃时电极的理论响应斜率，其它符号具有通常意义。

如果测量试液的离子强度维持一定，则上述方程可表示为：E(电池) = K + 0.059lgc(F，外)用氟离子选择电极测量F—时，最适宜pH范围为5.5~6.5。

pH值过低，易形成HF，影响F—的活度；但pH值过高，易引起单晶膜中La3+ 的水解，形成La(OH)3，影响电极的响应。

故通常用pH为6的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH。

柠檬酸盐还有两个好处：①消除A13+ 、Fe3+ 的干扰（防止形成氟化铝、氟化铁络合物）；②调节总离子浓度。

【主要仪器及试剂】主要仪器：pH/mV计、电磁搅拌器、搅拌磁子、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、50mL容量瓶、100mL、250mL烧杯、1mL、10mL移液管试剂：0.100mol/L氟离子标准溶液；水样；0.5mol/L柠檬酸钠缓冲溶液（用1：1盐酸中和至pH≈6）【实验内容和步骤】1、准备：开启仪器开关，预热仪器30min。

2、清洗电极：取去离子水50~60mL置于100mL的烧杯中，放入搅拌磁子，插入氟电极和饱和甘汞电极。

开启搅拌器，2~3min后，若读数大于-370mV，则更换去离子水，继续清洗，直至读数小于-370mV。

若多次清洗后无法达到小于-370mV，则小于-300mV即可。

3、工作曲线法(1) 标准溶液的配制及测定用移液管准确移取浓度为0.100mol/L的氟离子标准溶液0.200mL、0.400mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、10.00mL于6个50mL容量瓶中，各加入0.5 mol/L的柠檬酸盐缓冲溶液5.0mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

电位法测定天然水中微量的氟化物电位法测定天然水中微量的氟化物是一种常用的分析方法，其原理是利用氟离子选择性电极测定溶液中的氟离子浓度。

以下是该方法的详细步骤和优缺点。

一、实验步骤1.样品采集与处理：采集天然水样，用聚乙烯瓶密闭保存，以防止样品在运输和储存过程中受到污染。

样品处理前需进行过滤，以去除悬浮物和杂质。

2.仪器准备：使用氟离子选择性电极和相应的电位计进行测量。

确保电极在使用前已经活化并校准。

3.实验操作：将电极浸入样品中，搅拌均匀，等待数分钟使溶液达到平衡。

然后读取电位计上的读数，记下该浓度对应的毫伏数。

4.标准曲线绘制：制备一系列不同浓度的氟化物标准溶液，按照上述方法测定其电位值，绘制标准曲线。

5.结果计算：根据测得的电位值和标准曲线，计算出样品中氟化物的浓度。

二、优缺点分析1.优点：电位法测定水中微量氟化物具有灵敏度高、选择性好、操作简便等优点。

氟离子选择性电极对氟离子的测量具有很高的灵敏度和响应速度，使得测量结果准确可靠。

此外，该方法还可以用于测定不同水样中的氟化物浓度，适应性强。

2.缺点：电位法也存在一些局限性。

首先，氟离子选择性电极对溶液的酸碱度和温度等因素较为敏感，因此需要在实验过程中控制好这些因素。

其次，电极在使用过程中会出现老化现象，需要定期进行维护和更换。

此外，电位法只能测定溶液中的氟离子浓度，对于某些特定类型的氟化物（如氟乙酸等）可能无法准确测定。

三、注意事项1.在采集和运输水样时，要保证样品不被污染。

采集后的水样应立即过滤并妥善保存，以防止氟化物在储存过程中发生变化。

2.在实验过程中，要控制好溶液的酸碱度和温度等参数，以确保电极的正常工作。

同时，要定期对电极进行维护和校准，以保证测量的准确性和稳定性。

3.在绘制标准曲线时，要选用与样品基质相同或相似的标准溶液，以减少误差。

同时，要保证标准曲线的线性关系良好，以提高测量的准确度。

4.在分析过程中，要避免交叉污染和干扰。

离子选择性电极法测定天然水中的F-一、实验目的1.掌握用直接电位法（氟离子选择性电极）测定F-的实验原理、方法和数据处理方法2.了解总离子强度调节缓冲剂的意义和作用。

二、实验原理氟离子电极与饱和甘汞电极组成原电池：Ag,AgCI│NaF（10-3mol/L）,NaCI（10-1mol/L）│LaF3│F-（试液）│KCI（饱和），Hg2Cl2│HgE（电池）=E（SCE）-E（F-）= E（SCE）-k+ RT/F·lna F- = K+RT/F·lna F-= K+0.059lg a F-=K＇+0.059lgc F-三．主要试剂和仪器总离子强度调节缓冲剂TISAB,氟离子标准溶液: 用0.1000 mol/L的氟化钠溶液逐级稀释成10 -2 mol/L 、10 -3 mol/L 、10 -4 mol/L 、10 -5 mol/L 、10 -6 mol/L 的标准溶液，各溶液中均含有柠檬酸钠缓冲溶液; 酸度计; 氟离子选择性电极.四. 实验步骤1．将氟电极（指示电极）和饱和甘汞电极（参比电极）分别与pH/mV计相连，按下mV键，打开开关预热仪器。

2．清洗电极取去离子水50~60mL于小塑料烧杯中，插入氟电极和饱和甘汞电极，在磁力搅拌器上搅拌2~3分钟，读取mV值，若读数大于-300 mV，则更换去离子水，继续清洗，直到读数小于-300 mV（即接近最大空白值，以保证最好的工作性能）。

3．工作曲线法测定水样中的F-（1）标准溶液的配制及工作曲线的测绘在5只100mL容量瓶中分别配制内含10.0mL TISAB1.000×10-2—1.000×10-6mol/L的F-标准溶液，（如：取10.00mL 0.1000mol/L NaF于100mL容量瓶中，加入10.0 mL TISAB，稀释至刻线并摇匀，得到1.000×10-2mol/LNaF标准溶液。

实验五 离子选择电极法测定天然水中F -离子的含量一、目的与要求1．掌握电位法的基本原理。

2．学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理的方法。

二、方法原理氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的指示电极，对溶液中的氟离子有良好的选择性响应。

氟电极与参比电极组成的电池电动势与试样溶液中F -有如关系：)(lg 0592.0试液电池--=F K E α但在实际分析中要测量的是离子浓度，不是活度。

所以必须控制试样溶液的离子强度，如果试祥溶液的离子强度维持一定，则)(lg 0592.0试液‘电池--=F K E α因F -存在状态与试样溶液酸度有关，酸度过大易形成-2HF ，影响F -的活度；酸度过小，易引起单晶膜中La 3+水解，形成La(OH)3沉淀，影响电极的响应。

最适宜的酸度是pH=5.5-6.5，故通常用pH=6.0的柠檬酸盐缓冲溶液来控制溶液的pH 值，柠檬酸盐还可消除Al 3+和Fe 3+的干扰。

三、主要仪器和试剂1．pH/mV 计，电磁搅拌器。

2．氟离子选择电极，饱和甘汞电极。

3．氟离子标准溶液：0.100 mo1·L -1及1.00×10-3mol ·L -1。

1． 柠檬酸钠缓冲溶液：1.0 mo1·L -1，用1+1HCl 中和至pH=5.0-6.0。

四、实验内容与步骤1．将氟电极和甘汞电极分别与pH ／mV 计相接，开启仪器开关，预热仪器。

2．清洗电极取蒸馏水(或去离子水)50-60mL ，放入100 mL 烧杯中，放入搅拌磁子，插入氟电极和甘汞电极，开启搅拌器2-3min 后，若读数大于-200mV ，则更换蒸馏水，继续清洗，直至读数小于-200mV 。

3．工作曲线法测定F -准确移取5.00mL 0.100 mol ·L -1的F -标准溶液于50mL 容量瓶中，加1.0 mo1·L -1柠檬酸钠缓冲液5.00mL ，用水定容，摇匀。

仪器分析实验总结一、离子选择性电极测定天然水中的F-1、实验原理：氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极。

氟电极和饱和甘汞电极组成的电池：Ag,AgCl|[10-3mol/L NaF,10-1mol/L NaCl]|LaF3|F-（试液）||Kcl(饱和)，Hg2Cl2|HgΦISE=E内参-E M=k±0.059/n lg a外，E M=±0.059/n lg a外，E（电池）=ΦSCE-ΦISE=K-+0.059/n lg a外离子选择性电极测定的是离子的活度，故需控制离子强度（加电解质）。

实验条件控制：（1）PH5.5~6.5，用PH缓冲溶液。

（2）控制溶液离子强度，用电解质。

（3）消除Al3+，Fe3+干扰，用掩蔽剂。

常用PH=6的柠檬酸钠还溶液控制溶液PH 和作掩蔽剂。

PH过低F-易变成HF or HF2-，过高La3+会水解为La(OH)3.所用的单晶为：LaF3·EuF2,单晶中含有F-的空位，膜具有选择性和强制性。

2、关键操作：实验操作：（1）连接氟电极、甘汞电极、mV计并预热。

（2）蒸馏水浸泡氟电极和饱和甘汞电极至读数<-300mV.(3)用逐级稀释法配制浓度为10-2、10-3、10-4、10-5、10-6mol/L的F-标准溶液，测电位（要求每相邻两组电位差小于70mV），无需清洗电极，擦干即可，读数稳定5s即可记数，绘制标准曲线。

（3）一次标准溶液加入法测定水样中F-含量。

3、结果分析：计算水样中F-含量公式：cx=（c s V s/(V x+V s)）(10ΔE/S-1)-14、思考题:（1）F-选择电极在使用时应注意哪些问题：一般在低浓度F-溶液中浸泡一定时间进行活化，使用时先放入蒸馏水中至电位小于-300mV方可使用测量，且保证测量溶液的PH在5.5~6.5之间，且擦干时用滤纸吸干几个，不能摩擦膜表面。

（2）为什么要清洗F-电极，使其电极响应值负于-370mV?因为电极由记忆效应，将F-电极清洗至其相应值负于-370mV可排除其离子选择性膜上其他离子的干扰，并平衡F-电极电位。

水中离子的检测方法
水中离子的检测方法有很多种，下面列举了几种常见的方法：
1. 离子选择电极法（ISE）：利用特定的离子选择电极，通过测量电位变化来确定水中特定离子的浓度。

常见的离子选择电极有pH电极、氯离子电极和钠离子电极等。

2. 火焰原子吸收光谱法（FAAS）：通过加热样品中的离子，使其产生特定的原子态，然后使用特定波长的光源照射样品，测量吸收光强来确定离子浓度。

3. 原子荧光光谱法（ICP-AES）：将待测样品通过高温等离子体中，使样品中的离子进入激发态，并发射出特定波长的光，通过测量离子的发射光强来测定离子的浓度。

4. 离子交换色谱法（IC）：利用离子交换树脂，将样品中的离子与树脂上的离子发生交换，然后通过洗脱离子的方式，测量洗脱液中离子的浓度。

5. 分光光度法：利用特定离子与特定试剂发生反应，形成有色物质，并测量其吸光度来确定离子浓度。

常见的分光光度法有紫外可见光光度法和荧光光度法等。

这些方法可以根据待测离子种类的不同选择合适的检测方法，常见的离子包括氯离子、钠离子、钙离子、铁离子等。

水硬度的测定方法水的硬度指的是水中所含有的钙、镁等金属离子的浓度，是衡量水质的一个重要指标。

水的硬度分为临界硬度、临界严酷硬度和峰值硬度三种。

硬度过高的水会影响人体健康和家用设备的寿命，因此对水的硬度进行测定是非常必要的。

1.标准溶液滴定法：这种方法是使用标准的EDTA（乙二胺四乙酸）溶液与水样中的钙、镁金属离子进行滴定反应。

首先将水样PH调整到10左右，然后滴定加入EDTA溶液，并用指示剂监测滴定过程，当出现颜色的明显变化时，表示金属离子已经完全滴定。

通过滴定过程中消耗的EDTA溶液的体积，可以得到水样中金属离子的浓度，从而计算出水的硬度。

2.酸碱滴定法：这种方法是将酸和碱滴定液分别加入水样中，根据滴定液的用量来判断水样的硬度。

首先加入酸滴定液，酸会与水中的碱性金属离子发生反应，生成盐和水，直到酸滴定液完全中和，溶液呈酸性。

然后加入碱滴定液，碱会与水中的酸性金属离子发生反应，生成盐和水，直到碱滴定液完全中和，溶液呈碱性。

根据滴定液的用量，可以计算出水样的硬度。

3.臭氧氧化法：这种方法是利用臭氧对水中的金属离子进行氧化反应，将金属离子转化为可沉淀的金属氢氧化物。

首先将水样通入臭氧气体中，臭氧气体与水中的金属离子发生氧化反应，生成可沉淀物，然后通过过滤将可沉淀物分离。

最后使用化学分析方法，如原子吸收光谱法等，测定沉淀物中金属离子的浓度，从而计算出水的硬度。

4.离子选择性电极法：这种方法是使用具有选择性的离子选择性电极对水中的金属离子进行测定。

离子选择性电极具有特定的选择性，可以选择特定的金属离子进行测定。

将水样与离子选择性电极接触，根据电极的电势变化，可以得到水样中金属离子的浓度，从而计算出水的硬度。

以上是常用的水硬度测定方法，每种方法都有其优缺点，选择合适的方法取决于具体的需求和条件。

在实际应用中，可以根据需要结合不同的方法进行测定，以提高测定的准确性和可靠性。

一、 实验目的1、 掌握电位法的基本原理。

2、 学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。

二、 方法原理当钠离子选择性电极pNa 电极与甘汞电极与参比电极同时浸入溶液后，即组成测量电池对。

其中pNa 电极的电位随溶液中钠离子的活度而改变。

用一台高阻抗输入的毫伏计测量，即可获得与水样中钠离子活度相对应的电极电位，以pNa 值表示：pNa=-log Na a + ⑴pNa 电极的电位与溶液中钠离子活度的关系符合能斯特公式 E=0E +2.3026RT nF lg Na a + ⑵式中E ——pNa 电极所产生的电位V ； 0E ——当钠离子活度为1mol/L 时，pNa 电极所产生的电位V ；R ——气体常数，8.314J ·-1K ·-1mol ;T ——热力学温度，K ；F ——法拉第常数，9.649×410C ·-1mol ；n ——参加反应的得失电子数； Na a +——溶液中钠离子的活度，mol/L 。

当溶液中钠离子浓度小于310- mol/L 时，钠离子活度近似等于浓度，离子活度系数Υ≈1，当钠离子浓度大于310-mol/L 时，离子活度Υ≠1，在测定中要注意活度系数的修正，为此水样应预先稀释，否则误差较大。

当测定溶液的Na a +＜310-mol/L ，被测溶液和定位溶液的温度为20℃时，则式⑵可简化为：0.058log ++Na Na c c ′=ΔE ⑶0.058（pNa-pNa ′）=ΔE ⑷或 pNa= pNa ′+E 0.058∆ ⑸ 式中ΔE ——标准溶液的电位与样品溶液电位之差，V ；Na c +′——标准溶液的钠离子浓度，mol/L ； Na c +——样品溶液的钠离子浓度，mol/L ；pNa ′——标准溶液中钠离子浓度所对应的pNa 值；pNa ——样品溶液钠离子浓度所对应的pNa 值。

为了减少温度的影响，定位溶液温度和水样温度相差不宜超过±5℃。

检测水中的钠离子的方法
有几种常见的方法可以检测水中的钠离子。

以下是其中几种常用的方法：
1. 火焰光度法：这是最常用的方法之一。

钠离子在火焰中产生黄色的光线，可以通过光度计测量光线的强度来确定钠离子的浓度。

2. 离子选择性电极法：这种方法使用选择性钠离子电极来测量水中钠离子的浓度。

电极的电势随着钠离子浓度的变化而变化，可以通过测量电势来确定钠离子的浓度。

3. 比色法：这种方法使用钠离子和某种指示剂反应生成特定颜色的络合物，可以通过比色法来测量络合物的吸光度或颜色的变化来确定钠离子的浓度。

4. 原子吸收光谱法：这种方法使用原子吸收光谱仪来测量水中钠离子的吸收光谱。

钠离子的浓度与其吸光度成正比，可以通过测量吸光度来确定钠离子的浓度。

请注意，这些方法可能需要特定的实验设备和试剂，使用前请详细了解操作步骤和安全注意事项。

水质硬度检测方法水质硬度是指水中钙、镁离子的含量，通常以钙离子和镁离子的浓度总和表示。

水质硬度的高低直接影响着水的使用和工业生产，因此对水质硬度进行准确的检测是非常重要的。

下面将介绍几种常用的水质硬度检测方法。

一、视察法。

视察法是最简单的一种水质硬度检测方法。

首先，取一定量的水样，然后在适当的光线下，观察水样中是否有白色沉淀生成。

如果有白色沉淀生成，说明水质硬度较高；反之，则说明水质硬度较低。

这种方法简单易行，但只能初步判断水质硬度的高低，并不能准确测定硬度的数值。

二、滴定法。

滴定法是一种比较常用的水质硬度检测方法。

首先，取一定量的水样，加入适量的指示剂，然后用标准的EDTA溶液滴定至水样中出现颜色变化，从而测定出水样的硬度值。

这种方法准确度较高，可以得到比较准确的水质硬度数值，但操作相对复杂，需要一定的实验技能和仪器设备。

三、离子选择电极法。

离子选择电极法是一种基于电化学原理的水质硬度检测方法。

通过使用特定的离子选择电极，可以选择性地检测水样中的钙离子和镁离子的浓度，从而准确测定水质硬度。

这种方法操作简便，准确度高，但需要专门的仪器设备，成本较高。

四、光谱法。

光谱法是一种基于光学原理的水质硬度检测方法。

通过分析水样中的特定波长的光线吸收情况，可以间接测定水样中钙离子和镁离子的浓度，从而得出水质硬度的数值。

这种方法操作简单，准确度较高，但需要专门的光谱仪器，成本较高。

综上所述，水质硬度的检测方法有多种，可以根据实际情况选择合适的方法进行检测。

在进行水质硬度检测时，需要注意操作规范，确保结果的准确性。

同时，也可以根据实际需求选择合适的仪器设备，以便更好地进行水质硬度的监测和控制。

原水硬度的计算方法原水硬度是指水中钙和镁离子的含量，也被称为钙硬度和镁硬度。

硬水是指含有较高硬度的水，而软水则是指硬度较低的水。

硬度主要由碳酸钙和碳酸镁引起，可以通过测量水样中钙和镁的含量来计算。

硬度的计量单位是毫克每升（mg/L）或以钙离子当量计算的硬度度数，通常用法国度（French degree），1度法国硬度等于10mg/L的CaCO3下面将介绍一些常用的计算方法：1.酸碱滴定法：这是一种常用的测定水中硬度的方法，需要使用EDTA（乙二酸四钠）作为滴定剂。

首先，取一定量的水样，加入指示剂（常用的是Eriochrome Black T），使溶液呈现蓝色。

然后，用EDTA溶液滴定至溶液颜色由蓝色变为红色，记录滴定所用的EDTA溶液体积。

根据已知EDTA溶液浓度和滴定所用溶液的体积，可以计算出水样中的钙和镁的含量。

2.离子选择电极法：这是一种更为简便和精确的测定水中硬度的方法，主要利用离子选择电极对钙、镁离子进行测量。

首先，将离子选择电极浸入水样中，测量电极产生的电势。

然后，利用标准曲线将电势转换成硬度值，即钙和镁的含量。

3.光度计法：这是一种基于光吸收原理的测定水中硬度的方法。

首先，将水样与显色试剂反应，生成显色物质。

然后，用光度计测量显色物质的吸光度，根据吸光度和标准曲线可以计算出硬度值。

此外，还有其他一些计算硬度的方法，例如复合指数法、质谱法等。

这些方法要求设备和技术条件较高，通常由专业实验室或水质检测机构进行分析。

需要注意的是，硬度只是水质的一个指标，不同的应用领域对水质的要求也不同。

在工业和农业生产中，高硬度的水可能会对设备产生不利影响，因此需要对水进行处理。

而在生活用水中，适量的硬度对人体健康有益。

对于普通家庭而言，可以通过安装水处理设备如软水机等来达到软化水的目的，降低水中的硬度。

一、 实验目的1、 掌握电位法的基本原理。

2、 学会使用离子选择电极的测量方法和数据处理方法。

二、 方法原理当钠离子选择性电极pNa 电极与甘汞电极与参比电极同时浸入溶液后，即组成测量电池对。

其中pNa 电极的电位随溶液中钠离子的活度而改变。

用一台高阻抗输入的毫伏计测量，即可获得与水样中钠离子活度相对应的电极电位，以pNa 值表示：pNa=-log Na a + ⑴pNa 电极的电位与溶液中钠离子活度的关系符合能斯特公式 E=0E +2.3026RT nF lg Na a + ⑵式中E ——pNa 电极所产生的电位V ； 0E ——当钠离子活度为1mol/L 时，pNa 电极所产生的电位V ；R ——气体常数，8.314J ·-1K ·-1mol ;T ——热力学温度，K ；F ——法拉第常数，9.649×410C ·-1mol ；n ——参加反应的得失电子数； Na a +——溶液中钠离子的活度，mol/L 。

当溶液中钠离子浓度小于310- mol/L 时，钠离子活度近似等于浓度，离子活度系数Υ≈1，当钠离子浓度大于310-mol/L 时，离子活度Υ≠1，在测定中要注意活度系数的修正，为此水样应预先稀释，否则误差较大。

当测定溶液的Na a +＜310-mol/L ，被测溶液和定位溶液的温度为20℃时，则式⑵可简化为：0.058log ++Na Na c c ′=ΔE ⑶0.058（pNa-pNa ′）=ΔE ⑷或 pNa= pNa ′+E 0.058∆ ⑸ 式中ΔE ——标准溶液的电位与样品溶液电位之差，V ；Na c +′——标准溶液的钠离子浓度，mol/L ； Na c +——样品溶液的钠离子浓度，mol/L ；pNa ′——标准溶液中钠离子浓度所对应的pNa 值；pNa ——样品溶液钠离子浓度所对应的pNa 值。

为了减少温度的影响，定位溶液温度和水样温度相差不宜超过±5℃。