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环保知识
水硬度是什么?有哪些方式可以检测水质硬度?
作者:帆宇水质检测 | 发布时间:2022-09-19 13:46:24 | 429 次浏览

水总硬度是否符合标准是自来水的重要参考数据,主要描述钙镁离子的含量。水的总硬度可以根据不同的标准进行不同的分类。不同国家的转换单位也有不同的标准。水硬度是水质的重要监测指标。通过监测,我们可以知道它是否可以用于工业生产和日常生活。例如,高硬度的水可以大大降低肥皂沉淀和洗涤剂的效用。纺织行业硬度过高的水使纺织品粗糙,难以染色;烧锅炉容易堵塞管道,造成锅炉爆炸事故;高硬度的水很难喝.苦味,饮用后甚至影响胃肠功能;喂养牲畜会导致孕畜流产。因此,水硬度测定方法的研究不容忽视。目前的分析测定方法有很多,主要分为化学分析和仪器分析。


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一、什么是水硬度:


水的总硬度是指水Ca2+.Mg2+总量包括暂时硬度和永久硬度。水中的硬度。Ca2+.Mg2+以酸性碳酸盐的形式存在的部分被去除,因为它们在加热时形成碳酸盐沉淀,这被称为暂时硬度;以硫酸盐为例.硝酸盐、氯化物等形式的部分,由于其性质相对稳定,不能通过加热去除,因此被称为永久硬度。


二、各种水质硬度转换单位:


(1)德国度:1度相当于1度L水中10mg的CaO;


(2)英国度:1度相当于0.7L水中10mg的CaCO3;


(3)法国度:1度相当于1度L水中10mg的CaCO3;


(4)美国度:1度相当于1度L水中1mg的CaCO3;



三、水硬度的分类:


硬度又分为钙硬和镁硬。水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。


1.钙硬度:


水中Ca2+其含量称为钙硬度。


2.镁硬度:


水中Mg2+其含量称为镁硬度。


3.碳酸盐硬度:


主要是由钙.镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2.Mg(HCO3)2]形成的硬度和少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度加热后分解成沉淀物,从水中去除,也称为暂时硬度。


4.非碳酸盐硬度:


主要是钙镁硫酸盐.氯化物和硝酸盐形成的硬度。这种硬度不能通过加热分解去除,因此也称为永久硬度,如永久硬度CaSO4.MgSO4.CaCl2.MgCl2.Ca(NO3)2.Mg(NO3)2等。


5.总硬度:


碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度之和称为总硬度。


6.负硬度:


当水的总硬度小于总碱度时,它们之间的差异称为负硬度。




四、水硬度分析方法有哪些:


1.化学分析法:


EDTA络合滴定法是一种常用的化学分析方法,以确定水的硬度。在一定条件下,以铬黑T为指示,氨一氯化铵为缓冲溶液,EDTA与钙.镁离子形成稳定的配合物,从而测定水中钙.镁总量。


但这种方法容易产生指示剂添加量.指示终点和计量点.手动操作员判断终点颜色等误差。在分析样品时,如果水样的总碱度很高,滴到终点后,蓝色很快就会回到紫红色,这是由钙引起的.镁盐的悬浮颗粒会影响测定结果。水样可以用盐酸化。.煮沸,去除碱度。冷却后,用氢氧化钠溶液中和,再加入缓冲溶液和指标剂滴定,终点会更加敏锐。


由于指示铬黑T易氧化,加铬黑T后应尽快完成滴定,但最好每隔2~3到终点s滴一滴,充分振动;并在缓冲溶液中加入等等等量EDTA镁盐,使终点明显;滴定时,水样温度应为2O~30℃为宜。



2.仪器分析法:


分光光度法是一种基于朗伯一比耳定律定性定量分析元素的方法。元素离子的浓度值是通过吸光强度值定量确定的。该方法用于测定水硬度,具有较高的灵敏度.操作简单快捷,但选择合适的显色剂成为方法的关键。酸性铬蓝蓝系统研究了酸性铬蓝K(ACBK)与钙镁同时作用的显色系统,在pH=10.在氨一氯化铵缓冲介质中,Ca和Mg离子均可与ACBK显色剂在46888中形成1:1的配合物nm波长处,Ca和Mg总含量为(0~3)×10moL/L浓度范围内符合比耳定律。


该方法在测试13种常见共存离子干扰的基础上,用于测定6种水样的硬度,回收率在96.5%~99.9%之间。研究了自来水和锅炉水的硬度测定和自来水RSD锅炉水为1.2%RSD2.2%。以二甲酚橙为显色剂,采用双波长分光光度法,同时对环境水样中的钙进行处理.镁进行了分析.镁含量差异不限,方法重现性好。



3.原子吸收法:


自1955年以来,原子吸收法(AAS)自作为一种分析方法以来,它得到了迅速的发展和普及。由于其对元素的测定速度快,因此.灵敏度和选择性好已成为分析化学领域应用最广泛的定量分析方法之一,是测量气态自由原子对特征谱线共振吸收强度的仪器分析方法。



4.ICP-AES法:


ICP-AES自20世纪60世纪60年代以来,电感耦合等离子体发射光谱法O自等离子体光源发展以来,已得到广泛应用。ICP-AES可以分析水溶液或有机溶液和溶解的固体元素,可以同时检测样品中的72种元素(包括)P.B.si.As等非金属元素),浓度范围痕量为%量级。连续单元素操作。.连续多元操作的特点。



5.色谱分析法:


离子色谱法(IC)它是一种液相色谱法,也是一种分析离子的液相色谱法。离子色谱技术于1977年开始应用于水处理领域,解决了许多高纯水样品的实际测量问题。离子色谱法可有效避免有机物的干扰,无需考虑镁离子的影响,镁含量过低时仍可直接测量。这种方法的剂量很小.简便.快速.准确的特点。



6.电化学分析法:


自动电位滴定法是根据滴定曲线自动确定终点。化学测量点与终点之间的误差很小,准确性很高,避免了化学分析中滴定的误差。自动电位滴定不需要指示器,因此有色样品.浑浊、无合适指示剂的样品均可滴定。具有快速性的样品。.特点简单,结果准确可靠,重现性好,适用于检测水中总硬度的含量。



7.电极法:


离子选择性电极是对特定离子的选择性指示电极。这种电极有一层特殊的电极膜,它对特定的离子有选择性的反应,电极膜点与待测离子含量的关系符合能斯特公式。这种方法是有选择性的.平衡时间短、设备简单、操作方便等特点。



五、实验步骤:


(1)C(EDTA)=0.01mol/L的EDTA溶液的配制:


乙二胺四乙酸二钠盐11.99g,溶于300ml在水中,可适当加热溶解。冷却后转入试剂瓶,用水稀释至500ml摇匀。


(2)C(EDTA)=0.01mol/L的EDTA溶液的标定:


称为基准物碳酸钙0.25g(称准至0.0001g)于200ml烧杯中,用少量水润湿,盖上表面皿,一滴一滴加4mol/L的HCl所有碳酸钙都溶解了.避免加入过量酸lOOml水,小火煮沸lOmin,赶除C02.冷至室温,用少量水冲洗表面皿,定量转移至2500mL在容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。

用吸量管移除上述内容Ca2+标准溶液25ml于250mL在锥形瓶中。加20ml蒸馏水.4ml缓冲溶液和3滴络黑T指示(或50)-lOOmg指示干粉),立即使用准备好的干粉EDTA当溶液的颜色从紫红色变为纯蓝色时,溶液滴定并完全摇动。平行测量6份,钙镁含量的绝对偏差应小于0.04mol/L。


六、水质硬度检测的意义:


水硬度是表示水质的重要指标,与工业用水有很大关系。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此,水的总硬度是水中的钙.镁总量的测定为确定水质和水处理提供了依据。水硬度检测分析是水质分析的一项重要工作,影响公共生产和生活安全。然而,大多数测量方法是实验室测量较多,现场在线分析较少。同时,各种元素的分析方法也没有得到广泛应用。随着现代分析化学的发展,传统的水硬度分析方法在分析效率和分析能力存在一定的局限性,在复杂水系统分析中的应用仍受到一定的限制。传统和成熟的分析方法是微型化的.集成化.自动化和商业化可以进一步提高方法的分析性能,有利于分析技术的推广和普及,也是当前分析科学发展潜力巨大的研究方向。



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