PH對(duì)總硬度測(cè)定中的影響研究
導(dǎo)讀：方法：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同保存方法的水樣進(jìn)行測(cè)定，得出pH對(duì)總硬度的影響的大小。2.用移液管吸取50.0ml3份試樣分別于3個(gè)250ml錐形瓶中，加入4ml緩沖溶液和3滴鉻黑T指示劑溶液或約50-100mg指示劑干粉，此時(shí)溶液應(yīng)呈紫紅色或紫色。
關(guān)鍵詞：總硬度，PH影響，緩沖溶液
一、硬度概述
水的硬度，是指水中的鈣、鎂、鐵、鋁、錳的碳酸鹽、重碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽及硝酸鹽等所有的鹽類，并常含有汞、鎘、砷、鉛等少量的有害元素。水的硬度單位通常是將水中的全部鹽類換算成碳酸鈣來(lái)計(jì)算。當(dāng)水中的硬度以碳酸鈣計(jì)小于150毫克/升時(shí)，稱為軟水;150-450毫克/升時(shí)，稱為硬水;450-714毫克/升時(shí)為高硬水;大于714毫克/升時(shí)為特硬水。國(guó)家生活飲用水硬度的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為小于450毫克/升(以碳酸鈣計(jì))。
在天然水中，遠(yuǎn)離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水;泉水、溪水、江河水、水庫(kù)水，多屬于暫時(shí)性硬水，部分地下水屬于高硬度水。硬水有許多缺點(diǎn)：(一)和肥皂反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生不溶性的沉淀，降低洗滌效果(利用這點(diǎn)也可區(qū)分硬水和軟水)。(二)工業(yè)上,鈣鹽鎂鹽的沉淀會(huì)造成鍋垢，妨礙熱傳導(dǎo)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鍋爐爆炸。由于硬水問(wèn)題，工業(yè)上每年因設(shè)備、管線的維修和更換要耗資數(shù)千萬(wàn)元。(三)硬水的飲用還會(huì)對(duì)人體健康與日常生活造成一定的影響。沒(méi)有經(jīng)常飲用硬水的人偶爾飲用硬水，會(huì)造成腸胃功能紊亂，即所謂的“水土不服”;用硬水烹調(diào)魚(yú)肉、蔬菜，會(huì)因不易煮熟而破壞或降低食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;用硬水泡茶會(huì)改變茶的色香味而降低其飲用價(jià)值;用硬水做豆腐不僅會(huì)使產(chǎn)量降低，而且會(huì)影響豆腐的營(yíng)養(yǎng)成分。
二、實(shí)驗(yàn)原理和方法
原理：在pH10的條件下，用EDTA溶液絡(luò)合和滴定鈣和鎂離子。參考。以鉻黑T作指示劑，與鈣和鎂生成紫紅色或紫色溶液。滴定中，有利的鈣和鎂離子首先與EDTA反應(yīng)，與指示劑絡(luò)合的鈣和鎂離子隨后和EDTA反應(yīng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色由紫色變?yōu)樘焖{(lán)色。參考。
方法：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同保存方法的水樣進(jìn)行測(cè)定，得出pH對(duì)總硬度的影響的大小。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.取同一地下水樣100ml 3份，裝入3個(gè)錐形瓶中，第一瓶不加任何溶液，測(cè)得原水pH為7.23;第二瓶加如濃硫酸，將pH調(diào)至2以下，符合酸化保存條件;第三瓶加濃NaOH溶液，將pH調(diào)至10以上，記下所用酸堿的量。
2.用移液管吸取50.0ml 3份試樣分別于3個(gè)250ml錐形瓶中，加入4ml緩沖溶液和3滴鉻黑T指示劑溶液或約50-100mg指示劑干粉，此時(shí)溶液應(yīng)呈紫紅色或紫色。
3.為防止產(chǎn)生沉淀，應(yīng)立即在不斷震搖下，自滴定管加入EDTA二鈉溶液，開(kāi)始滴定時(shí)速度宜稍快，接近終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)稍慢，并充分震搖，最好每滴間隔2-3秒，溶液的顏色由紫紅或紫色逐漸轉(zhuǎn)為藍(lán)色，在最后一點(diǎn)紫的色調(diào)消失，剛出現(xiàn)天藍(lán)時(shí)即為終點(diǎn)，整個(gè)滴定過(guò)程應(yīng)在5min內(nèi)完成。
四、數(shù)據(jù)整理
經(jīng)過(guò)多次測(cè)量取平均值：
| 樣品 | 原水樣 | 酸化保存樣 | 堿化對(duì)比樣 |
| 消耗EDTA （ml） | 8.60 | 8.15 | 8.94 |
| 總硬度（mg/l） | 172 | 163 | 179 |
可以看出酸化的水樣直接加入緩沖溶液使得最后測(cè)定總硬度數(shù)值偏低，堿化則偏高？傮w偏差不大，回收率都在95%以上。
五、小結(jié)討論
原水的pH對(duì)之后形成的緩沖溶液的pH值，乃至最終的測(cè)定結(jié)果都有一定影響。考慮可能是由于EDTA二鈉在偏堿的環(huán)境下有較高的活性，在10.0±0.10的范圍內(nèi)靈敏度最好，測(cè)得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。參考。
另外對(duì)于一些特殊水樣，混有石灰或碳酸鈣的水樣比如溶洞地下水等，到達(dá)終點(diǎn)后放置一會(huì)還會(huì)變回紫紅色，Ca(OH)2或CaCO3微溶于水，溶于水中的鈣與EDTA反應(yīng)完全達(dá)到終點(diǎn)，此時(shí)水中沒(méi)有溶解的鈣，則未溶解的鈣就會(huì)溶解出來(lái)，與鉻黑T結(jié)合現(xiàn)紫紅色，因此應(yīng)繼續(xù)滴定直至紫色完全消失，溶液呈現(xiàn)天藍(lán)色為止。
參考文獻(xiàn)：
1.國(guó)家環(huán)保局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法【M】.第四版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.12.
2.《水中總硬度測(cè)量不確定度的評(píng)定》.梁景波，袁東暉.《中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)》2006Vol.22 No.3 P.35-39.
3.GB7477-87.水質(zhì)總硬度的測(cè)定EDTA滴定法.
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