水的总硬度及钙镁含量的测定

水的总硬度及钙镁含量的测定 定义 水的硬度最初是指钙 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 硬度的表示方法 硬度的表示方法尚未统一 目前我国使用较多的表示方法有两种 一种是将所测得的 钙 镁折算成 CaO 的质量 即每升水中含有 CaO 的毫克数表示 单位为 mg L 1 另一种 以度 计 1 硬度单位表示 10 万份水中含 1 份 CaO 即每升水中含 10mgCaO 1 10ppm CaO 这种硬度的表示方法称作德国度 工业用水和生活饮用水对水的硬度的要求 我国生活饮用水卫生标准规定以 CaCO3计的硬度不得超过 450mg L 1 钙镁总量的测定方法 在一份水样中加入 pH 10 0 的氨性缓冲溶液和少许铬黑 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 注意 当水样中 Mg2 极少时 由于 CaIn 比 MgIn 的显色灵敏度要差很多 往往得不 到敏锐的终点 为了提高终点变色的敏锐性 可在 EDTA 标准溶液中加入适量的 Mg2 在 EDTA 标定前加入 这样就不影响 EDTA 与被测离子之间的滴定定量关系 或在缓冲溶液中加入一定量的 Mg EDTA 盐 水的总硬度可由 EDTA 标准溶液的浓度 cEDTA 和消耗体积 V1 ml 来计算 以 CaO 计 单位为 mg L CaO cEDTA V1 MCaO Vs 1000 水中钙含量的测定 另取一份水样 用 NaOH 调至 pH 12 0 此时 Mg2 生成 Mg OH 2 沉淀 不干扰 Ca2 的测定 加入少量钙指示剂 溶液呈红色 用 EDTA 标准溶液滴定至溶液由红色变 为蓝色即为终点 所消耗的 EDTA 的体积为 V2 EDTA 则 Ca2 的质量浓度 mg L 1 可用下式计算 CaO cEDTA V2 MCaO Vs 1000 镁含量 总硬度 钙含量 水中溶解氧的测定 碘量法 一 实验原理 水中溶解氧的测定 一般用碘量法 在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液 生成氢氧化 锰沉淀 此时氢氧化锰性质极不稳定 迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰 2MnSO4 4NaOH 2Mn OH 2 2Na2SO4 2Mn OH 2 O2 2H2MnO3 H2MnO3 十 Mn OH 2 MnMnO3 2H2O 棕色沉淀 加入浓硫酸使棕色沉淀 MnMn02 与溶液中所加入的碘化钾发生反应 而析出碘 溶解 氧越多 析出的碘也越多 溶液的颜色也就越深 2KI H2SO4 2HI K2SO4 MnMnO3 2H2SO4 2HI 2MnSO4 I2 3H2O I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 用移液管取一定量的反应完毕的水样 以淀粉做指示剂 用标准溶液滴定 计算出水样 中溶解氧的含量 二 实验用品 1 仪器 溶解氧瓶 250ml 锥形瓶 250ml 酸式滴定管 25ml 移液管 50m1 吸球 2 药品 硫酸锰溶液 碱性碘化钾溶液 浓硫酸 淀粉溶液 1 硫代硫酸钠溶液 0 025mol L 三 实验方法 一 水样的采集与固定 1 用溶解氧瓶取水面下 20 50cm 的河水 池塘水 湖水或海水 使水样充满 250ml 的磨口瓶中 用尖嘴塞慢慢盖上 不留气泡 2 在河岸边取下瓶盖 用移液管吸取硫酸锰溶液 1ml 插入瓶内液面下 缓慢放出溶液 于溶解氧瓶中 3 取另一只移液管 按上述操作往水样中加入 2ml 碱性碘化钾溶液 盖紧瓶塞 将瓶颠倒 振摇使之充分摇匀 此时 水样中的氧被固定生成锰酸锰 MnMnO3 棕色沉淀 将固定了 溶解氧的水样带回实验室备用 二 酸化 往水样中加入 2ml 浓硫酸 盖上瓶塞 摇匀 直至沉淀物完全溶解为止 若没全溶解还可 再加少量的浓酸 此时 溶液中有 I2 产生 将瓶在阴暗处放 5 分钟 使 I2 全部析出来 三 用标准 Na2S2O3 溶液滴定 1 用 50ml 移液管从瓶中取水样于锥形瓶中 2 用标准 Na2SN2O3 溶液滴定至浅黄色 3 向锥形瓶中加入淀粉溶液 2ml 此时确芤合岳渡 4 继续用 Na2S2O3 标准溶液滴定至蓝色变成无色为止 5 记下消耗 Na2S2O3 标准溶液的体积 6 按上述方法平行测定三次 四 计算 溶解氧 mg L CNa2S2O3 VNa2S2O3 32 4 1000 V 水 O2 2Mn OH 2 MnMnO3 2I2 4Na2S2O3 1mol 的 O2 和 4mol 的 Na2S2O3 相当 用硫代硫酸钠的摩尔数乘氧的摩尔数除以 4 可得到氧的质量 mg 再乘 1000 可得每升 水样所含氧的毫克数 CNa2S2O3 硫代硫酸钠摩尔浓度 0 0250mol L VNa2S2O3 硫代硫酸钠体积 m1 V 水 水样的体积 ml 五 参考资料 溶解于水中的氧称为溶解氧 以每升水中含氧 O2 的毫克数表示 水中溶解氧的含量与 大气压力 空气中氧的分压及水的温度有密切的关系 在 1 013 105Pa 的大气压力下 空 气中含氧气 20 9 时 氧在不同温度的淡水中的溶解度也不同 如果大气压力改变 可按下式计算溶解氧的含量 S1 SP 1 013 105 式中 S1 大气压力为 P Pa 时的溶解度 mg L S 在 l 013 105Pa 时的溶解度数 mg L P 实际测定时的大气压力 Pa 氧是大气组成的主要成分之一 地面水敞露于空气中 因而清洁的地面水中所含的溶解 氧常接近于饱和状态 在水中有大量藻类繁殖时 由于植物的光合作用而方出氧 有时甚 至可以含有饱和的溶解氧 如果水体被易于氧化的有机物污染 那么 水中所含溶解氧就 会减少 当氧化作用进行的太快 而水体又不能从空气中吸收氧气来补充氧的消耗 溶解 氧不断减少 有时甚至会接近于零 在这种情况下 厌氧细菌繁殖并活跃起来 有机物发 生腐败作用 水体产生臭味 因此 溶解氧的测定对于了解水体的自净作用 有极其重要 的关系 在一条流动的河水中 取不同地段的水样来测定溶解氧 可以帮助了解该水体在 不同地点所进行的自净作用情况 六 试剂的配制 l 硫酸锰溶液 溶解 480g 分析纯硫酸锰 MnS04 H20 溶于蒸馏水中 过滤后稀释成 1L 2 碱性碘化钾溶液 取 500g 分析纯氢氧化钠溶解于 300 400ml 蒸馏水中 如氢氧化钠 溶液表面吸收二氧化碳生成了碳酸钠 此时如有沉淀生成 可过滤除去 另取得气 150g 碘化钾溶解于 200ml 蒸馏水中 将上述两种溶液合并 加蒸馏水稀释至 1L 3 硫代硫酸钠标准溶液 溶解 6 2g 分析纯硫代硫酸钠 Na2S2O3 5H20 于煮沸放冷的 蒸馏水中 然后在加入 0 2g 无水碳酸钠 移入 1L 的溶量瓶中 加入蒸馏水至刻度 0 0250mol L 为了防止分解可加入氯仿数毫升 储于棕色瓶中用前进行标定 1 重铬酸钾标溶液 精确称取在于 110 干燥 2 小时的分析纯重铬酸钾 1 2258g 溶于 蒸馏水中 移入 1L 的溶量瓶中 稀释至刻度 0 0250mol L 2 用 0 0250mol L 重铬酸钾标准溶液标定硫代硫酸钠的浓度 在 250ml 的锥形瓶中加 入 1g 固体碘化钾及 50ml 蒸馏水 用滴定管加入 15 00ml 0 0250mol l 重铬酸钾溶液 再 加入 5ml l 5 的硫酸溶液 此时发生下列反应 K2Cr07 十 6KI 十 7H2S04 4K2S04 十 Cr2 S04 3 十 3I2 十 7H20 在暗处静置 5 分钟后 由滴定管滴入硫代硫酸钠溶液至溶液呈浅黄色 加入 2ml 淀粉溶液 继续滴定至蓝色刚退 去为止 记下硫代硫酸钠溶液的用量 标定应做三个平行样 求出硫代硫酸钠的准确浓度 较准 0 0250mol L CNa2S203 15 00 0 0250 VNa2S203 双瓶法见工业分析 吉分平 二版 各种水硬度单位换算表各种水硬度单位换算表 发布 2007 8 14 10 29 作者 LIUBING 来源 水易门户 各种硬度单位换算表各种硬度单位换算表 德国德国英国英国法国法国美国美国 mmol l毫克当量 升 DH Clark法国度ppm mmo1 l125 617 0210100 毫克当量 升0 512 83 51550 德国德国 DH0 1780 35611 251 7817 8 英国英国 Clark0 1430 2860 811 4314 3 法国法国法国度0 10 20 560 70110 美国美国ppm0 010 020 0560 0700 11 水质硬度范围水质硬度范围 德国德国英国英国法国法国美国美国 mmol l毫克当量 升 DH Clark法国度ppm 特软水特软水0 0 70 1 40 40 50 7 10 71 软水软水0 7 1 41 4 2 84 85 107 1 14 271 142 中等水中等水1 4 2 82 8 5 68 1610 2014 2 28 5142 285 硬水硬水2 8 5 35 6 10 616 3020 37 528 5 53 4285 534 特硬水特硬水 5 3 10 6 30 37 5 53 4 534 最佳答案最佳答案 水的硬度是指水中含有盐的量 量越大 则表明硬度越高 检验水硬度最方便的方法是取 要检验的水 然后让肥皂在水中溶解 之后搅拌 观察是否有泡末产生 泡末越多表明硬 度越小 反之则越大 所谓软水处理就是除掉其中的盐分 方法就很多的比如 蒸馏 用活性炭等 克分子 mol 定义 一定重量的物质 在数值上等于他的分子量 单位用克表示 这个量就称为一个克分 子 如水的分子量为 18 而 18 克水就是 1 克分子水 1 克分子的水含有的分子数为 6 02X1023 国际上规定 物质体系所包含的结构粒子 如原子 分子 离子 电子 光子等 数目与 12 克碳 C12 中的原子数目相等 则这体系的量为摩尔 符号 mol 水的硬度单位 当量 定义 当量表示元素相互化合时它们之间的重量关系 各种元素相互化合时 其重量比等 于他们的当量比 元素的当量 原子量 化合价 化合物的当量 化合物的分子量 正 或负 价总数 如 钙的当量 原子量 化合价 40 078 2 20 039 克当量 定义 一定量的物质在数值上等于它的当量 单位以克表示 这个量就称为该物质的 1 个克当 量 如 钙的当量为 20 039 而 20 039 克的钙就等于 1 克当量 硬度单位 1 升水中含有的钙 镁离子的总毫克分子数 mmol L 1 升水中含有的钙 镁离子的总毫克当量数 meq L 1 升水中含有的 1 2 钙 1 2 镁离子的总毫克分子数 即 以氢离子为基本单位的物质的量浓度 氢摩尔浓度 在数值上 钙 镁离子的总毫克分子数等于钙 镁离子的总毫克当量数 以 CaCO3 摩尔质量来表示的 1 升水中含有钙 镁离子的摩尔总数 表示方法为 ppm 以 CaCO3 计 如 CaCO3 的分子量为 100 其可接受或提供 1mol H 的 摩尔质量为 50 硬度为 2 H mmol L 浓度 可表示为 2 50 100