一 水中總硬度的危害
水的硬度是水質質量檢測的一個重要指標,水分為軟水、硬水,凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水叫做軟水,反之則是硬水。水的硬度原指水沉淀肥皂的程度,使肥皂沉淀的原因主要是水中的鈣、鎂離子的作用,所以 是指水中鈣離子、鎂離子的總量,主要可以分為暫時硬度和永久硬度兩大類.暫時硬度是指水中的鈣鎂離子以碳酸鹽的形式存在,遇熱就會形成碳酸鹽沉淀,最終被除去;而永久硬度則是指水中鈣鎂離子主要以硫酸鹽、硝酸鹽等形式存在,性質穩定,不易除去。
水中總硬度的檢測 用硬水燒水,水壺容易生成水垢
工業用水和生活飲用水標準中對水的總硬度有不同的要求,長期飲用軟水會導致人體鈣質流失,危害健康;飲用硬水則會造成腸胃功能紊亂,即常說的“水土不服”,還易患結石病,還會影響人的壽命;水垢會對熱水系統和供水系統產生影響,嚴重時還會有危險,因此我們在進行水質檢測時,水的總硬度是一個非常重要的指標。如《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)標準中規定,生活飲用水總硬度的限值是 450 (以 CaCO3計,mg/L)
二 水中總硬度的檢測方法
水的總硬度是將水中 Ca2 +、Mg2 +的總量折合成 CaO或 CaCO3的濃度來表示,通常單位為 mg /L。國際上規定每升水中含 1mg CaCO3為1 度,每升水中含 10mg CaO 稱為一個德國度( °) 。我國國家標準中規定以CaCO3濃度來表示水的總硬度。
水硬度的檢測方法有很多種,通常以經典的EDTA 滴定法、火焰原子吸收測定法和自動電位滴定法為主,此外,還有分光光度法、離子色譜法和電極法。
表1測定總硬度的比不同方法優缺點比較
方法 |
原理 |
優點 |
缺點 |
EDTA滴定法 |
在待測水中加入緩沖溶液,使其 p H 值 =10 左右,再加入鉻黑 T 指示劑,Ca2+、Mg2+與鉻黑 T 生成螯合物 A,用 EDTA 標準溶液滴定后,EDTA將螯合物A中的Ca2+、Mg2+奪走,生成螯合物B,使鉻黑 T 游離出來,溶液從紫紅色變為亮藍色,達到滴定終點。通過滴定 Ca2+、Mg2+時所消耗的 EDTA標準溶液的濃度和體積,計算水的總硬度。 |
EDTA 滴定法是經典的水硬度測定方法,該方法具有分析成本低、適用環境廣、測定范圍大、儀器價格便宜、操作簡單以及準確性高等優點。 |
手工滴定法勞動強度過大,滴定結果受人為因素影響 較大,EDTA 是一種 較強的絡合劑,它易受到水中其它物質或外界條件的干擾而影響測定結果的準確性 。
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自動電位滴定法 |
采 用 自 動 電 位 滴 定 儀,加入緩沖溶液 用EDTA 標準溶液滴定水中的 Ca2+、Mg2+,通過測量電位的突變值來確定滴定終點,再由 Ca2+,Mg2+含量計算水的總硬度。 |
自動電位滴定法是一種新型的滴定方法,不需要顯色劑,能自動控制滴定過程,準確自動判斷終點,自動進行數據處理,具有準確性高、重現性好以及測定范圍大等優點。 |
測定成本比 EDTA 滴定法大,對滴定終點的識別受鈣電極性能的影響比較大,容易受其它金屬離子的干擾。 |
火焰原子吸收光譜法 |
在一定濃度范圍內,該元素特征譜線檢測光強度被吸收的程度(吸光度)與被測元素的濃度成正比,符合朗伯 - 比爾定律。因此,可通過吸光強度計算待測水樣中的 Ca2+、Mg2+的濃度,再計算水的硬度。 |
該方法檢出限低,準確度高,靈敏度高等。 |
儀器使用成本高。 |
分光光度法 |
當溶液 p H=10 左右時,Ca2+、Mg2+與酸性鉻藍K 顯色劑形成 1:1 的穩定配合物,在 468nm 波長處,這兩種配合物存在一等摩爾吸收點,在一定濃度范圍內,Ca2+和 Mg2+的濃度與吸光強度成正比,符合朗伯 - 比爾定律。 |
分光光度法具有靈敏度高、準確度強等優點 |
操作繁瑣,此方法適用于 Ca2+、Mg2+含量低的水樣定,Ca2+、Mg2+含量過高的樣品不適合此方法,溫度變化對測定有一定影響。 |
離子色譜法 |
離子色譜法是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對 Ca2+、Mg2+等離子進行分離,用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的一種色譜方法。通過計算峰面積可得到 Ca2+、Mg2+的濃度,從而計算水的硬度。 |
采用離子色譜法測定水的硬度,其準確性好,靈敏度高,人為因素少 |
但測定時間很長, 成本過高,適用于 Ca2+、Mg2+含量低的水樣測定。 |
電極法 |
以水硬度復合電極為基礎,它是由測量電極,參比電極和溫度電極組合而成,測量電極的PVC敏感膜以新型中性載體為活性物質,對水樣的鈣鎂離子有相等的選擇性。 |
具有結構新穎,電位穩定,響應速度快,使用方便。 |
測定數據的準確性容易受電極性能的影響。電極具有一定的壽命,保存不當容易損壞。 |
隨著現代儀器檢測分析技術的發展,人們對水中總硬度的檢測技術研究不斷深入,探索方便,快捷,準確的檢測方法成為首要任務。因此,關于水硬度的檢測,“雷磁”除了有成熟的自動電位滴定法應用方案和光度滴定法應用方案,還推出了基于光度法的便攜式水質分析儀,體積小巧,直接使用比色管作為測量的容器,操作簡單,即將上市,敬請關注!