水硬度各種檢測方法大全(一)
? 水總硬度是否符合標準是自來水的一個重要參考數(shù)據(jù),它主要是描述鈣離子和鎂離子的含量。水總硬度根據(jù)不同的標準可以進行不同的分類。不同國家的換算單位也是有不同的標準。
水硬度是水質(zhì)的一個重要監(jiān)測指標,通過監(jiān)測可以知道其是否可以用于工業(yè)生產(chǎn)及日常生活,如硬度高的水可使肥皂沉淀使洗滌劑的效用大大降低,紡織工業(yè)上硬度過大的水使紡織物粗造且難以染色;燒鍋爐易堵塞管道,引起鍋爐爆炸事故;高硬度的水,難喝、有苦澀味,飲用后甚至影響胃腸功能等;喂牲畜可引起孕畜流產(chǎn)等。因此水硬度的測定方法研究是不容忽視的。目前的分析測定方法很多,主要可分為化學(xué)分析法和儀器分析法。
定義
水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量,它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分,因其遇熱即形成碳酸鹽沉淀而被除去,稱之為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分,因其性質(zhì)比較穩(wěn)定,不能夠通過加熱的方式除去,故稱為永久硬度。
換算單位
各種水質(zhì)硬度換算單位:
(1)德國度:1度相當(dāng)于1L水中10mg的CaO;
(2)英國度:1度相當(dāng)于0.7L水中10mg的CaCO3;
(3)法國度:1度相當(dāng)于1L水中10mg的CaCO3;
(4)美國度:1度相當(dāng)于1L水中1mg的CaCO3;
分類
硬度又分為鈣硬和鎂硬。
水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。
鈣硬度
水中Ca2+的含量稱為鈣硬度。
鎂硬度
水中Mg2+的含量稱為鎂硬度。
碳酸鹽硬度
主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去,故亦稱為暫時硬度。
非碳酸鹽硬度
主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去,故也稱為永久硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等。
總硬度
碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度。
負硬度
當(dāng)水的總硬度小于總堿度時,它們之差,稱為負硬度。
分析方法
化學(xué)分析法
EDTA絡(luò)合滴定法是一種普遍使用的測定水的硬度的化學(xué)分析方法。它是在一定條件下,以鉻黑T為指示劑,氨一氯化銨為緩沖溶液,EDTA與鈣、鎂離子形成穩(wěn)定的配合物,從而測定水中鈣、鎂總量。
但是該方法易產(chǎn)生指示劑加入量、指示終點與計量點、人工操作者對終點顏色的判斷等誤差。 在分析樣品時,如水樣的總堿度很高時,滴定至終點后,藍色很快又返回至紫紅色,此現(xiàn)象是由鈣、鎂鹽類的懸浮性顆粒所致,影響測定結(jié)果??蓪⑺畼佑名}酸酸化、煮沸,除去堿度。冷卻后用氫氧化鈉溶液中和,再加入緩沖溶液和指標劑滴定,終點會更加敏銳。
由于指示劑鉻黑T易被氧化,加鉻黑T后應(yīng)盡快完成滴定,但臨終點時最好每隔2~3 s滴一滴并充分振搖;并且在緩沖溶液中適量加入等當(dāng)量EDTA鎂鹽,使終點明顯;滴定時,水樣的溫度應(yīng)以2O~30℃為宜 。
儀器分析法
分光光度法是基于朗伯一比耳定律對元素進行定性定量分析的一種方法。通過吸光強度值定量地確定元素離子的濃度值。該法應(yīng)用于水硬度的測定,具有靈敏度較高、操作簡便快速的優(yōu)點,但是選擇合適的顯色劑成為方法的關(guān)鍵。于樺等系統(tǒng)研究了酸性鉻藍K(ACBK)與鈣鎂同時作用的顯色體系,在pH=10.2的氨一氯化銨緩沖介質(zhì)中,Ca和Mg離子均可與ACBK顯色劑形成1:1的配合物,在468nm波長處,Ca和Mg的總含量在(0~3)×10~moL/L濃度范圍內(nèi)符合比耳定律。
在試驗了13種常見共存離子干擾的基礎(chǔ)上將此法用于6種水樣的硬度測定,回收率在96.5%~99.9%之間。劉文明等研究了用絡(luò)黑T為顯色劑,用于自來水和鍋爐水的硬度測定,自來水RSD為1.2%,鍋爐水RSD為2.2%。李峰等以二甲酚橙為顯色劑,采用雙波長分光光度法同時對環(huán)境水樣中的鈣、鎂進行了分析。當(dāng)鈣、鎂含量相差懸殊時也不受限制,方法重現(xiàn)性好。