浅谈水的硬度测定的几种方法(DOC版)

煤矿水硬度的测定方法引言煤矿水硬度是指水中溶解了含钙、镁等离子，导致水对肥皂、洗涤剂等易产生不易消泡、不易起泡性质的指标。

在煤矿开采和生产过程中，煤矿水硬度的测定对于了解水的质量和适应性，保证工业生产的顺利进行至关重要。

本文将介绍煤矿水硬度的几种常用测定方法。

一、滴定法滴定法是一种常用于测定水硬度的定量分析方法，通过滴定剂与水中钙离子和镁离子的反应，使用酸碱指示剂对滴定过程进行判断，得到水硬度的测定结果。

1. 准备工作•0.01mol/L EDTA溶液：将约16.9g的EDTA固体溶解在蒸馏水中，并用蒸馏水稀释到1000mL。

2. 操作步骤步骤一：取样取一定量的煤矿水样品，通常为50mL。

步骤二：滴定将取样的煤矿水样品转移到滴定瓶中，加入2~3滴甲基橙指示剂，并滴加0.01mol/L EDTA溶液，直到溶液由红转至黄色。

步骤三：计算结果根据滴定过程中所消耗的EDTA溶液的体积，可以计算出煤矿水的硬度。

二、比色法比色法是一种通过测定溶液中离子产生的染色反应，并根据染色程度确定水中溶解物浓度的方法。

对于煤矿水硬度的测定，可以采用复合指示剂法。

1. 准备工作•比色管：用于测定溶液的浓度，通常为1cm和5cm两种。

2. 操作步骤步骤一：取样取一定量的煤矿水样品。

步骤二：反应将取样的煤矿水样品与复合指示剂混合，待反应完成。

步骤三：比色将反应完成的溶液分别置于1cm和5cm的比色管中，通过比较两种浓度下的染色程度，可以确定煤矿水的硬度。

三、电化学法电化学法是一种利用电极和电导法测定水中离子浓度的方法。

对于煤矿水硬度的测定，可以使用离子选择性电极测定法。

1. 准备工作•离子选择性电极：用于测定煤矿水中钙离子和镁离子的浓度。

2. 操作步骤步骤一：校准电极将离子选择性电极校准至所需测定的钙离子或镁离子。

步骤二：测定将煤矿水样品加入电极反应池中，通过测量电极的电压变化，可以确定煤矿水中钙离子和镁离子的浓度，从而得到水的硬度。

水的总硬度测定摘要：水的硬度，是指沉淀肥皂的程度，主要指水中含有可溶性钙盐和镁盐的多少。

目前测定水质中的总硬度的最好方法，就是用配位滴定分析法(EDTA 一2Na)滴定，标准规定硬度不超过450mg ／1(以CaCO ，)。

水的硬度的测定，是水的质量控制的重要指标之一。

二、基本原理水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙镁硬度的测定两种.总硬度的测定是滴定Ca2+,Mg2+离子的总含量,并以Ca2+进行计算.通常以每升水中所含Ca2+离子的毫摩尔数表示,规定1升水中含1mmol Ca2+为1度.后一种是分别测定Ca2+和Mg2+的含量.测定水的总硬度,一般采用配位滴定法.最常用的配位剂是乙二胺四乙酸二钠盐,用Na2H2Y2H2O 表示,习惯上称为EDTA,它在溶液中以Y4-的形式与Ca2+,Ma2+离子配位,形成1:1的无色配合物.即:Ca2+ +Y4 -CaY2-Mg2++Y4-MgY2-用EDTA 滴定时,必须借助于金属指示剂确定滴定终点.常用的指示剂为铬黑T,它在 pH=10的缓冲液中,以纯蓝色游离的HIn2-形式存在,与Ca2+,Mg2+离子形成酒红色的配合物,通式为:M2+ + HIn2-MIn-+ H+(蓝色) (酒红色)Ca2+,Mg2+离子与EDTA 及铬黑T 形成配合物的稳定性不同,其稳定性大小的顺序为:CaY2- >MgY2- >MgIn- >CaIn-测定时,先用NH3·H2O-NH4Cl 缓冲溶液调节溶液的pH=10左右.滴定前,当加入指示剂铬黑T 时,它首先与水中少量的Mg2+配位形成酒红色的配合物,当用EDTA 溶液滴定时,EDTA 便分别与水中游离的Ca2+,Mg2+离子配位,接近终点时,因MgY2-的稳定性大于MgIn-,故EDTA 夺取MgIn-中的Mg2+,使铬黑T 游离出来,这时溶液由酒红色变为蓝色,指示终点到达. 根据等物质的量反应规则,根据EDTA 标准溶液的浓度和消耗的体积,可按下式计算水的总硬度.水的硬度=水样体积vC ×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,药品仪器： 50ml 碱式滴定管 移液管(25ml,50ml ) 250ml 锥形瓶 250ml 容量瓶 500ml 试剂瓶药品：NH3-NH4Cl 缓冲溶液(pH≈10) EDTA 标准溶液(0.01molL-1) 9molL-1NH3H2O 铬黑T 指示剂(5gL-1) 6molL-1HCl 纯锌(分析纯)四、实验步骤1.0.01mol·L-1EDTA 溶液的配制称取EDTA(固)1.87g 于烧杯中,微热溶解后稀释至500ml,存于500ml 试剂瓶中备 用.2.EDTA 标准溶液的标定准确称取纯锌0.16～0.17(称至小数点后第四位)于烧杯中,加6 mol·L-1HCl5m 使其全部溶解,用250ml容量瓶定容. 用移液管吸取上述Zn2+标准溶液25.00ml 至锥形瓶中,边震荡边缓慢滴加3～4滴9mol·L-1NH3·H2O至有Zn(OH)2白色沉淀析出,再加入NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液10ml沉淀溶解,加2滴铬黑T指示剂,用EDTA溶液滴定至溶液由酒红色刚好变为纯蓝色为终点.再重复滴定2次.计算EDTA溶液的准确浓度.3.水的总硬度测定准确吸取水样50.00ml于锥形瓶中,加入3～4滴9mol·L-1 NH3·H2O,再加入5ml NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液,2滴铬黑T指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色刚好变为纯蓝色为终点.记录消耗EDTA溶液的体积.再重复滴定2次,计算水的总硬度.附注1.EDTA固体含结晶水不稳定,故不能直接配制其标准溶液.2.以MgCO3作基准物质标定EDTA溶液:准确称取MgCO3(于110℃干燥2小时至恒重)0.20-0.22g(称至小数点后第四位)置于烧杯中,加5滴蒸馏水润湿,缓慢滴入6 mol·L-1HCl约3ml,搅拌溶解,移入250ml容量瓶中,稀释至刻度,摇匀待用. 用移液管吸取上述标准溶液25.00ml于锥形瓶中,滴加3-4滴9mol·L-1NH3·H2O,再加入NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液10ml,3滴铬黑T指示剂,用EDTA溶液滴定,当溶液由酒红色刚好变为纯蓝色时,即达滴定终点.记录消耗EDTA溶液的体积.再重复滴定2次.计算EDTA溶液的准确浓度.六、注意：1、自来水样较纯、杂质少，可省去水样酸化、煮沸，加Na2S 掩蔽剂等步骤。

水质硬度测定方法介绍水质硬度是指水中含有的钙、镁离子的浓度。

水质硬度对于人体健康和生活用水质量有着重要的影响，因此水质硬度的测定方法也显得非常重要。

本文将介绍水质硬度测定的方法，并探讨其相关原理及应用。

【引言】水作为人类生活中不可或缺的资源，对于人们的健康和生活水平有着至关重要的影响。

而水质硬度作为衡量水质的一个重要指标，直接影响了人们对水的使用体验和效果。

准确地测定水质硬度是保证水质安全和合理使用水资源的关键。

本文将介绍几种常用的水质硬度测定方法，帮助读者更好地了解和掌握水质检测的相关技术和原理。

【主体】1. 理化方法理化方法是通过测定水样中总硬度、钙离子和镁离子的浓度来确定水质硬度的一种常用方法。

其中，总硬度是指水中所有对水质硬度产生影响的离子总和，常用的测定方法有配位滴定法和电位滴定法。

配位滴定法利用络合滴定剂与钙、镁离子结合生成稳定络合物的原理，通过测定滴定剂消耗的体积来计算出水样的总硬度。

电位滴定法则是基于电位滴定仪的原理，通过测定滴定过程中电极电位的变化来测定滴定点的方法。

2. 光度法光度法是利用水样中钙、镁离子与某些试剂形成比较稳定的络合物时所吸收或散射的光的强度与其离子浓度之间的关系进行测定的方法。

常用的光度法有比色法和紫外分光光度法。

比色法是将水样中的钙、镁离子与某种试剂发生反应后，产生比色物质，通过测定光的吸收或透射率来计算出离子浓度。

紫外分光光度法则是利用特定波长下钙、镁离子在水中的吸收特征来间接测定其浓度。

3. 导电度法导电度法是利用水样中的电导率与其中的离子浓度之间的关系进行测定的方法。

水中钙、镁离子的浓度越高，电导率也就越高。

通过测定水样的电导率来间接测定水质的硬度。

导电度法是一种简单且实用的测定方法，广泛应用于水质监测和工业生产中。

【总结与回顾】本文介绍了几种常用的水质硬度测定方法，包括理化方法、光度法和导电度法。

这些方法各有其优势和适用范围，可根据具体的实际需求选择合适的方法进行测定。

水的硬度测定水的硬度测定摘要：水是生命之源，水的一些性质与我们的生活息息相关，它带给了我们幸福，也会带给我们灾难。

了解水的性质，利用水的性质来进行生产生活，我们会更加安全地使用水，并且能够避免一些灾难发生。

水的硬度就是水的重要性质之一。

水的硬度最早是指沉淀肥皂的程度。

水变“硬”的原因，主要是钙和镁盐的作用。

因此，水的硬度的精确定义是水中的钙离子和镁离子的含量（以mmol/L表示），又称为总硬度。

这两种离子的含量越高，水的硬度就越大。

通过水的硬度测定的实验，我们除了可以掌握水的硬度测定的原理、方法及相关的实验操作方法步骤外，还能更加深入地了解不同的水样的软硬度，让我们的生活变得更加安全、舒适、健康。

关键词：水的硬度；概念；实验原理；实验过程；一、水的硬度水是生命之源，水的一些性质与我们的生活息息相关，它带给了我们幸福，也会带给我们灾难。

了解水的性质，利用水的性质来进行生产生活，我们会更加安全地使用水，并且能够避免一些灾难发生。

水的硬度就是水的重要性质之一。

（一）、水的硬度的概念水的硬度最早是指沉淀肥皂的程度。

某些水体中的水会与肥皂形成大量的渣滓，使肥皂失去去污作用，这种水称为“硬水”。

人们在实践中发现，地下水从地层深处流出的泉水和深井水比较“硬”，多属于硬水，雨水，池塘，小溪等地面水比较“软”，属于软水。

水变“硬”的原因，主要是钙和镁盐的作用。

钙占地球上元素丰度的第五位，镁为第八位。

当水经过石灰石、白云石、石膏等岩层时，会溶解部分钙和镁，因此自然界水体中总是或多或少地含有钙、镁离子。

钙和镁可以与肥皂中的主要成分（脂肪酸钠）形成脂肪酸钙和脂肪酸镁沉淀，使肥皂失效。

因此，水的硬度的精确定义是水中的钙离子和镁离子的含量（以mmol/L表示），又称为总硬度。

这两种离子的含量越高，水的硬度就越大。

硬水是指硬度为16—30度的水，而软水是硬度低于8度的水。

（二）、水的硬度的表示方法不同国家水的硬度的表示方法有所不同：德国硬度(oDH)：1L水中含有相当于10mg的CaO，其硬度即为1个德国硬度。

一、实验时间、地点二、实验目的1.学会EDTA标准溶液的标定方法。

2.掌握水中硬度的测定原理和方法。

三、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T）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。

若测定时温度过低，可将水样加热至30~40℃，滴定时注意速度不可过快，并不断摇动，使充分反应。

四、实验内容五、实验环境和器材1.250mL锥形瓶2个。

2.25mL酸式滴定管一支。

3.50mL移液管一支。

4.10mL量筒一个。

5.250mL烧杯一支。

6.0.01gmol/L EDTA标准溶液的配置：称取1.4g EDTA二钠盐，溶解于50mL温热水中，稀释至250mL，摇匀，转移至250mL具玻璃塞的试剂瓶中。

7.CaCO3标准溶液配置：用减量法准确称取已在110℃干燥过的CaCO3约0.1~0.6g于100ml烧杯中，加水润湿，盖上表面皿，再从杯嘴逐滴加入HCL至完全溶解后，加热煮沸，用水把可能溅到表面皿上的溶液淋洗入杯中，待冷却后移入250ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。

实验二水总硬度的测定(配位滴定法)实验日期：实验目的：１、学习EDTA标准溶液的配制方法及滴定终点的判断；２、掌握钙、镁测定的原理、方法和计算。

一、水硬度的表示法：一般所说的水硬度就是指水中钙、镁离子的含量。

最常用的表示水硬度的单位有：１、以度表示，１o＝10 ppm CaO，相当10万份水中含１份CaO。

２、以水中CaCO3的浓度(ppm)计相当于每升水中含有CaCO3多少毫克。

M CaO—氧化钙的摩尔质量(56.08 g/mol)，M CaCO3—碳酸钙的摩尔质量(100.09 g/mol)。

二、测定原理：测定水的总硬度，一般采用配位滴定法即在pH＝10的氨性溶液中，以铬黑Ｔ作为指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色，即为终点。

反应如下：滴定前：EBT ＋Ｍe（Ca2+、Mg2+）＝Ｍe－EBT（蓝色） pH=10 （紫红色）滴定开始至化学计量点前：H2Y2- + Ca2+＝ CaY2- + 2H+H2Y2- + Mg2+＝ MgY2- + 2H+计量点时：H2Y2- + Mg-EBT ＝ MgY2- + EBT +2H+（紫蓝色）（蓝色）滴定时,Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na2S或巯基乙酸掩蔽。

三、主要试剂1、0.02mol/LEDTA2、NH3-NH4Cl缓冲溶液3、铬黑Ｔ:0.5％4、三乙醇胺（1:2）5、Na2S溶液 2％6、HCl溶液 1:17、CaCO3固体Ａ.Ｒ.四、测定过程１、EDTA溶液的标定准确称取在120度烘干的碳酸钙0.5～ 0. 55g 一份，置于250ml 的烧杯中，用少量蒸馏水润湿，盖上表面皿，缓慢加１：１HCl 10ml,加热溶解定量地转入250ml容量瓶中，定容后摇匀。

吸取25ml，注入锥形瓶中，加20ml NH3-NH4Cl缓冲溶液，铬黑Ｔ指示剂２～３滴，用欲标定的EDTA溶液滴定到由紫红色变为纯蓝色即为终点，计算EDTA溶液的准确浓度。

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如果水中Fe2+、Fe3+、Sr2+、Mn2+、Al3+等离子含量较高时，也应计入硬度含量中；但它们在天然水中一般含量较低，而且用络合滴定法测定硬度，可不考虑它们对硬度的贡献。

有时把含有硬度的水称为硬水（硬度＞8度），含有少量或完全不含硬度的水称为软水（硬度＜8度）。

水的硬度于健康少有危害。

一般硬水可以饮用，并且由于Ca(HCO3)2的存在而有一种蒸馏水所没有的、醇厚的新鲜味道；但是长期饮用硬度过低的水，会使骨骼发育受影响；饮用硬度过高的水，有时会引起胃肠不适。

通常高硬度的水，不宜用于洗涤，因为肥皂中的可溶性脂肪酸遇Ca2+、Mg2+等离子，即生成不溶性沉淀，不仅造成浪费，而且污染衣物。

近年来，由于合成洗涤剂的广泛应用，水的硬度的影响已大大减小了。

但是，含有硬度的水会使烧水水壶结垢，带来不便。

尤其在化工生产中，在蒸汽动力工业、运输业、纺织洗染等部门，对硬度都有一定的要求，高压锅炉用水对硬度要求更为严格。

因为蒸汽锅炉若长期使用硬水，锅炉内壁会结有坚实的锅垢，而锅垢传热不良，不仅造成燃料浪费，而且易引起锅炉爆炸。

因此，为了保证锅炉安全运行和工业产品质量，对锅炉用水和一些工业用水，必须软化处理之后，才能应用。

去除硬度离子的软化处理，是水处理尤其工业用水处理的重要内容。

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·5Si02·H2O)或镁橄榄石(MgO．SiO2》：另一种是软质的硅酸镁。

主要成分是蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)：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。

5、含油水垢硬度比较小的给水中混入油脂后，就会结成含油的水垢。

>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。

分析化学实验水硬度的测定(1)水硬度是指水中含有的钙、镁离子的总浓度，是评价水质的一个重要指标。

在分析化学实验中，通常采用配位滴定法、滴定分析法和色谱法等方法测定水硬度。

本文将重点介绍配位滴定法的实验步骤和原理。

一、实验步骤1.取一定量的水样，加入乙二酸二钠指示剂，用硝酸标定EDTA溶液的体积。

2.将加有指示剂的水样与EDTA溶液滴加于配位滴定器中，反应至溶液突然从蓝色变为淡红色，记录消耗的EDTA溶液的体积。

3.以去离子水代替水样，并进行同样的滴定，作为空白对照。

4.分析计算水样的硬度值。

二、实验原理EDTA在水中会与水中的钙、镁等离子形成紫色络合物，其浓度与钙、镁的浓度成比例关系。

因此，通过向水样中加入EDTA溶液并配位滴定来测定钙、镁浓度，再据此计算出水硬度值。

其中，乙二酸二钠是选择性较好的指示剂，因其与钙、镁形成的络合物不会出现瞬间变色，而是从蓝色渐变到淡红色，且色调清晰，易识别。

同时，为避免其他杂质对硬度值的干扰，在进行滴定时，要先进行一次空白对照，以去离子水代替水样，记录消耗的EDTA溶液的体积作为背景值，再用实际的水样减去背景值来计算最终的硬度值。

三、注意事项1.实验器材及试剂要保持干净，避免杂质干扰实验结果。

2.用水样应当代表性，避免局部条件的影响，确保测定结果准确可靠。

3.配位滴定过程中，EDTA的浓度应当恰当，过低容易出现偏差，过高会增加滴定时间和误差。

4.滴定时要慢慢滴加，避免误差，滴定剂应该均匀加入。

5.实验结束后应当彻底清洗试管、仪器等器材，保持设备干净整洁。

通过本文的介绍，读者可以了解到配位滴定法测定水硬度的实验步骤和原理，并了解一些注意事项，能够更好地进行实验操作并得出准确的结果。

一实验目的m31、了解硬度的常用表示方法；2、学会用配位滴定法测定水中钙镁含量，钙含量的原理和方法3、掌握铬黑T，钙指示剂的使用条件和终点变化。

二、实验原理1、总硬度、钙硬度、镁硬度的概念及表示方法；水的硬度主要是指水中含可溶性的钙盐和镁盐。

总硬度通常以每L水中含的碳酸钙的mg数，即mg/L. 钙硬度即每1L水中含的钙离子的mg数，mg/L. 镁硬度即每1L水中含的镁离子的mg数，mg/L2总硬度的测定条件和原理测定条件：以NH3-NH4Cl 缓冲溶液控制溶液pH＝10，以铬黑T为指示剂，用EDTA滴定水样。

原理：滴定前水样中的钙离子和镁离子和加入的铬黑T指示剂络合，溶液呈现酒红色，随着EDTA 的滴入，配合物中的金属离子逐渐被EDTA夺出，释放出指示剂，使溶液颜色逐渐变蓝，至纯蓝色为终点，由滴定所用的EDTA的体积即可换算出水样的总硬度。

3钙硬度的测定条件和原理；测定条件：用NaOH溶液调节待测水样的pH为13，并加入钙指示剂，然后用EDTA滴定。

原理：调节溶液呈强碱性以掩蔽镁离子，使镁离子生成氢氧化物沉淀，然后加入指示剂用EDTA滴定其中的钙离子，至酒红色变为纯蓝色即为终点，由滴定所用的EDTA的体积即可算出水样中钙离子的含量，从而求出钙硬度。

4、相关的计算公式总硬度＝(CV1)EDTAMCaCO3/0.1 钙硬度＝(CV2)EDTAMCa/0.1镁硬度＝C(V1-V2)MMg/0.1三实验步骤总硬度的测定用100mL吸管移取三份水样，分别加5mL NH3-NH4Cl 缓冲溶液， 2～3滴铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点钙硬度测定用100mL 吸管移取三份水样，分别加2mL 6mol·L-1 NaOH溶液， 5～6滴钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点四实验数据记录和处理总硬度。

水硬度的测试方法
1. 硬度试剂法：取一定量的水样注入试管中，加入少量酚酞指示剂，再滴加硬度试剂，当水产生颜色变化时，停止滴加，用计算器计算所需添加的硬度试剂滴数，再根据相应的表格求出水硬度值。

2. EDTA 滴定法：将一定量的水样取出，加入酚酞指示剂，再滴加硝酸银试剂，使水中的离子与硝酸银反应，当水呈现红色时，测定所需加入的EDTA 滴数，计算水的硬度。

3. 石鹸试验法：将少量肥皂搓泡，取一定量的水样放入搓泡中，观察泡沫的持久度和质量，从而判断水的硬度。

4. 光电比色法：先将水样中的阳离子进行离子交换，再加入比色剂，利用光电比色仪对比色汁进行读数，从而计算出水的硬度。

以上是一些常见的测定水硬度的方法，具体应根据实际需要选择相应的方法。

关于水硬度的测定的实验
水硬度是指水中除水分子（H2O）和氯离子（Cl -）之外的离子的总量。

水的
硬度是按水中钙和镁离子的重量分数测定的，呈毫克每升（厘米质量比），又称“格令”，也可以用克每立方米（千克每立方米）或毫摩尔每立方米（克每立方分）相应表示。

水硬度的测定主要采用两种方法，一是分光光度法，二是滴定法。

前者是在同
一清洁的玻璃瓶中，将指定的詹金斯试剂添加到示踪及参照试剂中，以引发化学反应，使得参照试样的吸光度发生变化，通过比较两个试样的吸光度，结合已知的曲线关系，可以计算出水硬度。

滴定法是通过表观测定方法来判断水中钙镁离子的含量，采用滴定剂，把水中凝血酸盐转换成碳酸锶，然后通过比较滴定示踪剂和试样水对量滴定剂溶解度的差异，从而反映水中离子的含量，从而得到水硬度的值。

从行业实践可以看出，水硬度的测定是最直接和精确的测定方法。

水供应中钙、镁和其他金属离子含量较高时会对生产时消耗的原料（肥料/活化剂/活性炭），清洗系统，以及造成的关键性污染等产生较大的影响。

因此，测定水的硬度是必不可少的，以便在使用除硬度以外水质标准的其他实验过程中，能够准确评价水的表现特性，进而确定正确的水处理技术，并保持水的质量。

水的硬度和碱度的检测方法一、水的硬度水的硬度主要是由于水中含有钙、镁的碳酸盐、酸式碳酸盐、硫酸盐、氯化物以及硝酸盐而形成的。

包括：总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度。

1、水的硬度的检测方法：在100ml水中加入几滴铬黑T指示剂,如果水变红色，说明水的硬度高；如变蓝色说明水硬度低。

2、水的硬度的国家标准：国家标准要求生活饮用水中总硬度的含量应小于450mg/L。

3、水的硬度超标的危害：硬度过高，可引起胃肠道功能的暂时性紊乱，但一般在短期内就能适应。

硬水对日常生活影响较大，可形成水垢，影响茶味，消耗肥皂等,长期饮用还会造成人体肾结石.二、水的碱度水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量,例如氢氧根,碳酸盐,重碳酸盐,磷酸盐,磷酸氢盐,硅酸盐,硅酸氢盐,亚硫酸盐,腐植酸盐和氨等,都是水中常见的碱性物质,它们都能与酸进行反应.1、水的碱度的检测方法：选用适宜的指示剂,以酸的标准溶液对它们进行滴定,便可测出水中碱度的含量.碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种.酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的量,其终点的pH值为8.3;全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点的pH值为4.2.若碱度很小时,全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂,终点的pH值为5.0.2、水的碱度的实验室检测：常用的是连续滴定法：用酚酞和甲基橙作为指示剂。

取一定容积的水样，以酚酞为指示剂，用盐酸溶液滴定到红色→无色为终点，盐酸用量（mL）以P表示；接着再加入甲基橙指示剂，继续滴定到溶液由黄→橙色为终点，此时的盐酸用量以M表示。

3、水中碱度超标的危害：水中碱性超标会引发人体的肾脏以及呼吸系统疾病。

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水的硬度测定.doc水的硬度是指水中含有的钙、镁离子的总量。

通俗的说，就是水中溶解了多少钙、镁盐类。

水的硬度是决定水质的重要因素之一，对于许多领域包括工业、饮用水和农业都十分重要。

因此，测定水的硬度对于保证水质具有重要作用。

本文将介绍几种测定水的硬度的方法。

一、滴定法滴定法是比较常用的测定水硬度的方法，其基本原理是用一定浓度的EDTA溶液滴定到一定体积的水样中，加入指示剂后，根据指示剂颜色的变化判断其滴定终点，从而得到水中钙和镁离子的含量。

实验步骤：①取100ml的未知水样，加入5ml苯酚指示剂溶液。

②向水样中滴加0.1mol/L的EDTA溶液直至颜色由红色变为蓝色，记录滴定体积。

③重复上述实验两次，取平均值作为该水样的硬度值。

二、复合指示剂比色法复合指示剂比色法是一种简单而又快速的测定水硬度方法，利用稀释后的复合指示剂与水样溶液混合形成颜色变化，然后通过比较颜色与标准色卡，即可估算出钙、镁离子的总量。

①取一定量的未知水样，使用3ml的复合指示剂溶液进行稀释，使溶液颜色能够看清。

②通过比较颜色与标准色卡，估算钙、镁离子含量的总量。

三、原子吸收光谱法这种方法是通过原子吸收光谱仪对钙、镁离子吸收光的特性进行分析，从而测定硬度的含量。

该方法具有快速、准确、灵敏等优点。

但是，相对于其他方法，需要更高的运行成本。

①将未知水样进行适当的稀释处理以确保其满足仪器的测试要求。

②使用原子吸收光谱仪进行测试。

③根据测试结果计算出水的硬度值。

四、电导法水中离子的含量，特别是钙、镁离子会影响水的电导性能。

电导法利用水中离子对电导性的影响，可以确定水中钙、镁离子的总量。

①使用传统的主动式电导传感器或接触式电导传感器将电极浸入未知水样中。

②记录电导值并用标准样品建立硬度值的校准曲线。

③使用校准曲线计算出未知水样的硬度值。

综上所述，以上几种方法都能测定水的硬度值。

在实验前，需要根据实验所需的精度、要测定的水样及其体积等因素来选择合适的方法。

检测水硬度的简单方法硬水(Hard Water) 一般指需用极多肥皂才能产生泡沫水,同时此类之水容易於锅炉及管线中产生水垢,通常水之硬度(Hardness)是指能使肥皂沉淀之量。

肥皂大部份是被钙和镁所沉淀,但亦能被多价离子例如铁、铝、锌、锶和锰所沉淀,只是在水中之阳离子以钙与镁为最主要部份,因此水之硬度可说是钙和镁离子之总浓度所代表之特性,通常以相当碳酸钙之量表示之..硬水(Hard Water) 一般指需用极多肥皂才能产生泡沫水,同时此类之水容易於锅炉及管线中产生水垢,通常水之硬度(Hardness)是指能使肥皂沉淀之量。

肥皂大部份是被钙和镁所沉淀,但亦能被多价离子例如铁、铝、锌、锶和锰所沉淀,只是在水中之阳离子以钙与镁为最主要部份,因此水之硬度可说是钙和镁离子之总浓度所代表之特性,通常以相当碳酸钙之量表示之。

..当硬度大於碳酸(Carbonate)硷度及碳酸氢(Bicarbonate)硷度之和时,与总硷度相等之硬度称为碳酸盐硷度,剩余下来之硬度称为非碳酸盐硬度。

当硬度与总硷度相等,或少於总硷度时,则所有之硬度均为碳酸盐硬度,而无非碳酸盐硬度。

..原理：.在含有钙和镁离子且pH值维持在10.0±0.1的水溶液中,加入少量指示剂(如Eriochrome Black T或Calmagite)後,水溶液即成酒红色。

若以乙烯二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,简称EDTA)之二钠盐溶液滴定水溶液,至所有的钙和镁都被螯和时,溶液由酒红色转为蓝色,即为滴定终点。

.EDTA亦称乙底酸及其钠盐与某些阳离子作用能生成可溶性复合物。

如将少量之染料,如Eriochrome Black T 在pH10.0+0.1加到一含有钙和镁之水样时,水样便是酒红色。

此时加入EDTA 滴定液,EDTA便和钙及镁成复合物,当足量之EDTA 加入使所有之钙和镁均成为复合物後,溶液之色由酒红变为蓝,此时即为滴定之终点。

什么是水的硬度?如何测试水的硬度？（1）水的硬度定义：最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。

水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称永久硬度）。

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，附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。

水的硬度对锅炉用水的影响很大。

因此，应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。

（2）水的硬度分类：分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。

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Ca（SO4）2、Mg（SO4）2、CaCl2、Mg Cl2、Ca(NO3)2、Mg NO3)2等。

碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度；水中Ca2+的含量称为钙硬度；水中Mg2+的含量称为镁硬度；当水的总硬度小于总碱度时，它们之差，称为负硬度。

（3）如何测试水的硬度?滴定法：在一份水样中加入 pH=10.0 的氨的缓冲溶液和少许的铬黑T指示剂，溶液呈红色；用EDTA 标准溶液滴定时， EDTA 先与游离的Ca2+配位，再与Mg2+配位；在计量点时， EDTA 从MgIn-中夺取Mg2+，从而使指示剂游离出来，溶液的颜色由红变为纯蓝，即为终点。