水硬度是衡量水質的一個重要指標,主要是指鈣離子和鎂離子的總量,包括暫時硬度和永久硬度。當水中的鈣和鎂是以酸式碳酸鹽的形式存在,遇熱時會形成碳酸鹽沉淀而被除去,這種情況屬于暫時硬度。而當水中鈣、鎂以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在時,性質比較穩定,無法通過加熱方式去除,這種情況則屬于永久硬度。
硬度又分為鈣硬和鎂硬。鈣硬度是指水中Ca2+的含量。鎂硬度是指水中Mg2+的含量。
水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。碳酸鹽硬度主要是指由鈣、鎂的碳酸氫鹽所形成的硬度,還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經加熱,會分解成沉淀物從水中除去,所以稱為暫時硬度。
非碳酸鹽硬度主要是指由鈣鎂所形成的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度無法用加熱分解的方法除去,所以稱為永久硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。
總硬度則是指碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和。
負硬度是指當水的總硬度小于總堿度時,兩者之間的差。
那么水質硬度的檢測方法有哪些呢?常見的有化學分析法、電化學分析法、電極法等。
化學分析法。EDTA絡合滴定法是一種常見測定水的硬度的化學分析方法。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、鎂離子形成穩定的配合物,從而測定水中鈣、鎂總量。
但由于該方法易產生指示劑加入量、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,要是水樣的總堿度很高,滴定至終點后,藍色會迅速變回至紫紅色,此現象是由鈣、鎂鹽類的懸浮性顆粒導致,影響測定結果。
我們可將水樣用鹽酸酸化、煮沸,除去堿度。冷卻后再用氫氧化鈉溶液中和,再加入緩沖溶液和指標劑滴定,促使終點會更加明顯。
由于指示劑鉻黑T易被氧化,加鉻黑T后應盡快完成滴定,但臨終點時最好每隔2-3s滴一滴并充分振搖;同時在緩沖溶液中適量加入等當量EDTA鎂鹽,使終點明顯;滴定時,水樣的溫度應以20~30℃為宜 。
電化學分析法。自動電位滴定法是根據滴定曲線自動確定終點,化學計量點與終點的誤差非常小,準確度高,避免了化學分析滴定的誤差,自動電位滴定因無需指示劑,故對有色試樣、渾濁和無合適指示劑的試樣均可滴定。具有快速、簡單的特點,結果準確可靠,重現性好,適用于檢測水中總硬度的含量。
電極法。離子選擇性電極是一種對于某種特定的離子具有選擇性的指示電極。該類電極有一層特殊的電極膜,電極膜對特定的離子具有選擇性響應,電極膜的點位與待測離子含量之間的關系符合能斯特公式。此法具有選擇性好、平衡時間短,設備簡單,操作方便等特點。
水硬度是表示水質的一個重要指標,不止在飲用方面,對工業用水的使用也有很大影響。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此,水的總硬度測定,為確定用水質量和進行水的處理提供依據。
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