文档介绍：实验11 水的硬度的测定
1. 了解水硬度的概念、测定原理及方法
1. 背景知识
水的硬度是指水中Ca2+、Mg2+浓度的总量,是水质的重要指标之一。如果水中Fe2+、Fe3+、Sr2+、Mn2+、Al3+等离子含量较高时,也应计入硬度含量中;但它们在天然水中一般含量较低,而且用络合滴定法测定硬度,可不考虑它们对硬度的贡献。有时把含有硬度的水称为硬水(硬度>8度),含有少量或完全不含硬度的水称为软水(硬度<8度)。
水的硬度于健康少有危害。一般硬水可以饮用,并且由于Ca(HCO3)2的存在而有一种蒸馏水所没有的、醇厚的新鲜味道;但是长期饮用硬度过低的水,会使骨骼发育受影响;饮用硬度过高的水,有时会引起胃肠不适。通常高硬度的水,不宜用于洗涤,因为肥皂中的可溶性脂肪酸遇Ca2+、Mg2+等离子,即生成不溶性沉淀,不仅造成浪费,而且污染衣物。近年来,由于合成洗涤剂的广泛应用,水的硬度的影响已大大减小了。但是,含有硬度的水会使烧水水壶结垢,带来不便。尤其在化工生产中,在蒸汽动力工业、运输业、纺织洗染等部门,对硬度都有一定的要求,高压锅炉用水对硬度要求更为严格。因为蒸汽锅炉若长期使用硬水,锅炉内壁会结有坚实的锅垢,而锅垢传热不良,不仅造成燃料浪费,而且易引起锅炉爆炸。因此,为了保证锅炉安全运行和工业产品质量,对锅炉用水和一些工业用水,必须软化处理之后,才能应用。去除硬度离子的软化处理,是水处理尤其工业用水处理的重要内容。,;。
硬度的单位有不同表示方法,分述如下:① mmol/L:是现在硬度的通用单位。② mg/L(以CaCO3计),,所以1mmol/L=。③德国硬度(简称度,单位°DH):国内外应用较多的硬度单位。
1德国硬度相对于水中10mg(CaO)所引起的硬度,即1度;1度=10mg/L(以CaO计);1mmol/L(CaO)=÷10=°DH
2. 实验原理
本实验采用配位滴定法进行测定。配位滴定法是利用配合物反应进行滴定分析的容量分析方法。最常用的配合剂是乙二***四乙酸二钠盐,简称EDTA,通常用Na2H2Y来表示。EDTA可以与多种金属离子形成1:1的螯合物。
测定水的硬度时,EDTA与钙、镁的反应为:
Ca2++ H2Y2-=[ CaY]2- +2H+
Mg2++ H2Y2-=[ MgY]2- +2H+
EDTA与Ca2+、Mg2+反应达到终点时溶液无明显颜色变化,需要另加入指示剂。在配合滴定中,通常利用一种能与金属离子生成有色配合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化,成为金属离子指示剂。本实验选择铬黑T作指示剂。
通常以NaH2In表示,~,以HIn2-的形式存在,成呈蓝色。在含有Ca2+、Mg2+的水中加入铬黑T指示剂,与Ca2+、Mg2+配合,具体反应为:
Ca2++ HIn2- (蓝色)= [ CaIn]- (酒红色) +H+
Mg2++ HIn2- (蓝色)= [ MgI