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;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—的显灵敏度要差很多,往往得不到敏锐的终点。为了提高终点变的敏锐性,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.
    ρCaO=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;用EDTA标准溶液滴定至溶液由红变
为蓝即为终点,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:
    ρCaO=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=2H2MnO3d570
  H2MnO3十Mn(OH)2=MnMnO3↓+2H2O
                (棕沉淀)
  加入浓硫酸使棕沉淀(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
琴谱架  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)棕沉淀。将固定了溶解氧的水样带回实验室备用。
钨杆    (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.
  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标准溶液滴定至蓝变成无为止。
  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,加入2ml淀粉溶液,继续滴定至蓝刚退去为止.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
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 
mmol/l
毫克当量/升
德国
英国
法国
美国
°DH
°Clark
法国度
ppm
mmo1/l
2
5。61
7.02
10
100
毫克当量/升
0.5
1
2。8
3.51
5
50
德国
°DH
木砧板
0。178
0。356
1
1.25
1。78
17。8
英国
°Clark
0。143
彩钢管0.286
0.8
1
1.43
14.3
法国
法国度
0.1
0。2
0.56
0.70
10
美国
ppm
0.01
0.02
0.056
0.070
0.1
1
水质硬度范围
mmol/l
毫克当量/升
德国
英国
法国
美国
°DH
°Clark
法国度
ppm
特软水
0 - 0.7
0 -1.4
屋面天窗0 - 4
0 — 5
0 — 7.1
0 — 71
软水
0.7 — 1.4
1.4 -2。8
4 — 8
5 — 10
7。1 - 14。2
71 - 142
中等水
1。4 - 2.8
2.8 - 5.6
8 - 16
10 — 20
14.2 — 28.5
142 — 285
硬水
2.8 - 5.3
5.6 -10。6
16 — 30
20 - 37.5
28。5 - 53.4
285 - 534
特硬水
> 5.3
〉 10.6
> 30
〉 37.5
> 53.4
> 534
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

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