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水的硬度和水的电导率之间的联系
点击次数:5633 发布时间:2012-05-29

水的硬度和水的电导率之间的
水的硬度原系指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是由于水中的钙、镁离子,此外铁、铝、锰、锶及锌等金属离子也有同样的作用。 多采用乙二胺四乙酸二钠容量法测定钙、镁离子的总量,并经过换算,以每升水中碳酸钙的毫克数表示。
水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比,而且固体量浓度越高,电导率越大。
一百多年来,科学技术极大地推动近代工业、现代工业、当代工业高速发展,渐渐改善人类生活条件的同时,无处不在的化学技术、工业污染极大地破坏着地球环境的固有平衡,使水资源遭受着严重的污染,水,早已不在是几百年前大都可以直接饮用的水,而是含有许多悬浮物、胶体、以及钙、镁等有害重金属离子、病菌。由于家庭用水量的95%以上属非饮用性生活用水,因此,品质不良的水,不仅危害着人体健康,而且危害着涉水性日常生活、涉水性家庭器具。
电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为:
1.4μS/cm=1ppm或2μS/cm=1ppm(每百万单位CaCO3)。用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值,如前述,为了近似换算方便,1μs/cm电导率 = 0.5ppm硬度
但是需要注意:(1)以电导率间接测算水的硬度,其理论误差约20-30ppm(2)溶液的电导率大小决定分子的运动,温度影响分子的运动,为了比较测量结果,测试温度一般定为20℃或25℃(3)采用试剂检测可以获取比较准确的水的硬度值。
软水与硬水
水分为软水、硬水,凡不含或含有少量钙、镁离子的水称为软水,反之称为硬水。水的硬度成份,如果是由碳酸氢钠或碳酸氢镁引起的,系暂时性硬水(煮沸暂时性硬水,分解的碳酸氢钠,生成的不溶性碳酸盐而沉淀,水由硬水变成软水);如果是由含有钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的,系*性硬水。依照水的总硬度值大致划分,总硬度0-30ppm称为软水,总硬度60ppm以上称为硬水,高品质的饮用水不超过25ppm,高品质的软水总硬度在10ppm以下。在天然水中,远离城市未受污染的雨水、雪水属于软水;泉水、溪水、江河水、水库水,多属于暂时性硬水,部分地下水属于高硬度水。

11.2  本法的干扰物质有以下两类
悬浮性或胶体有机物可影响终点的观察。 此时可将水样蒸干并于 550℃灰化,干扰即可除去。
金属离子如 Cu2+
、Ni2+
、Co2+
、Al3+
、Fe3+
及高价锰等,由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长。 硫化钠及氯化钾可掩蔽重金属的干扰, 盐酸羟胺可使高价铁离子及高价锰离子还原为低价离子而消除其干扰。 若取 50mL 水样,本法测定的zui低检测浓度为 1.0mg/L。
11.3  原理
乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)在 PH值为 10的条件下与水中的钙、镁离子生成无色可溶性络合物,指示剂铬黑 T则与钙、镁离子生成紫红色络合物。用 EDTA-2Na 滴定钙、镁离子至终点时,钙、镁离子全部与 EDTA-2Na 络合而使铬黑 T 游离,溶液即由紫红色变为蓝色。
11.4  仪器
150mL 三角瓶;10 或 25mL 滴定管
11.5  试剂   12
——0.01mol/L 乙二胺四乙酸二钠标准溶液:依据国标GB/T601-2002中方法进行配制和标定。
——缓冲溶液(pH10)
——氯化铵-氢氧化铵:称取16.9g 氯化铵(NH4Cl),溶于143mL浓氢氧化铵中。
配制:
称取 0.780g 硫酸镁(MgSO4·7H2O)及 1.178g 乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2O),溶于 50mL 纯水中,加入 2mL 氯化铵
-氢氧化铵溶液和 5滴铬黑T 指示剂(此时溶液应呈紫红色,若为天蓝色,应再加极少量硫酸镁使呈紫红色)。用 EDTA-2Na 溶液滴定至溶由紫红色变为天蓝色,合并(1)及(2)两种溶液,并用纯水稀释至 250mL,合并后如溶液又变为紫色,在计算结果时应扣除试剂空白。
注:(1)氢氧化铵-氯化铵缓冲液应贮存于聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中。防止使用中因反复开盖,使氨水浓度降低而影响pH 值;
(2)配制缓冲溶液时, 加入 EDTA-Mg 是为了使某些含镁较低的水样滴定终点更敏锐。如果备有市售 EDTA-Mg 试剂,则可直
接取 1.25gEDTA-Mg,配入 250mL 缓冲溶液中;
(3)EDTA-2Na 滴定钙、镁离子时,以铬黑 T为指示剂其溶
液在 pH值 9.7~11 的范围内,越偏碱终点越敏锐。但可使碳酸钙及氢氧化镁沉淀,从而造成滴定误差。因此滴定选用 pH值 10为宜。
——固体指示剂
称取 0.5g 铬黑 T,加 100g 氯化钠,研磨均匀,贮于棕色瓶内,密塞备用,可较长期保存。
——5%硫化钠溶液 称取 5.0g硫化钠 (Na2S· 9H2O) 溶于纯水中, 并稀释至 100mL。 
——1.0%盐酸羟胺溶液 称取 1.0g 盐酸羟胺〔NH2OH·HCl〕,溶于纯水中,并稀释
至 100mL。 
——10%qing化钾溶液 称取 10.0g qing化钾(KCN)溶于纯水中,并稀释至 100mL。注意,此溶液剧毒! 
11.6  方法步骤
取水样 50mL(若硬度过大,可少取水样用水稀释至 50mL。若硬度过小,改取 100mL),置于 150mL 三角瓶中。
注:为防止碳酸钙及氢氧化镁在碱性溶液中沉淀,滴定时水样中的钙、镁离子含量不能过多,若取 50mL 水样,所消耗的
0.01mol/L EDTA-2Na 溶液体积应少于 15mL。
若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗, 可另取水样, 加入 0. 5mL 盐酸羟胺溶液及 1mL 硫化钠溶液或 0. 5mL
qing化钾溶液。 加入1~2mL氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液及0.5g铬黑T指示剂,立即用 EDTA-2Na 标准溶液滴定,充分振摇,至溶液由紫红
色变为蓝色,即表示到达终点。
11.7  计算
P(CaCO3)= V1×C1×1000/V水样 式中:P——水样的硬度,m mol/L
V1—消耗 EDTA-2Na的体积数,mL
C1——EDTA-2Na的摩尔浓度,mol/L
注意:检测自来水时取水样 25 mL,其它步骤同上。
p(CaCO3)=(V1×C1×100.09×1000)/V 自来水样  [mg/L] 
总硬度除用碳酸钙表示外,尚可用度及毫克当量/升表示。
其相互换算方法见表
硬度单位的换算
硬度单位  毫克当量/升  度  碳酸钙,[mg/L]
毫克当量/升度
碳酸钙,[mg/L]
1
0.35663
0.01998
2.804
1
0.0560
50.045
17.847
1

 
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