‘壹’ 测试水的硬度是测水中的钙镁离子的含量吗
水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,在水被加热的过程中,由于蒸发浓缩,容易形成水垢,附着在受热面上而影响热传导,我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+),它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(CI-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计。因此,通常就把Ca2+、Mg2+、的总浓度看作水的硬度。
水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。
水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。
主要是由钙、镁的碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。
(1) 碳酸盐硬度
主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加恐之后分解成沉淀物从水中除去,故亦称为暂时硬度,其反应式如下:
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+ CO2↑+ H2O
Mg(HCO3)2 Mg(OH)2↓+2CO2↑
(2) 非碳酸盐硬度
主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。这类硬度不能用加热分解的方法除去,故也称为永久硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCI2、MgCI2、Ca(NO3)2 、Mg(NO3)2、等。
碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度。
水中Ca2+的含量称为钙硬度。
水中Mg2+的含量称为镁硬度。
当水中的总硬度小于总碱度时,它们之差,称为负硬度。
硬度的单位是如何表示的?
硬度的常用单位是mmol/L或mg/L。过去常用的mg•N/L现用[H+]mmol/L代替,即1mg•N/L=1[H+]mmol/L=0.5 mmol/L。
由于硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的,因此,为了有一个统一的比较标准,有必要换算为另一种盐类。通常用CaO或者是CaCO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5 mmol/L时,等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的CaCO3。此外,各国也有的用德国度、法国度来表示硬度。1德国度等于10mg/L 的CaO,1法国度等于10mg/L的CaCO3,1德国度等于1.79法国度。0.5 mmol/L相当于2.8德国度、5.0法国度。常用硬度单位之间关系如下表所示:
硬度单位
Mg/L CaO
Mg/L CaCO3
德国度
法国度
1[H+]mmol/L
(0.5 mmol/L)
28
50
2.8
5.0
镁的检测可以用EDTA滴定法分析。由于镁比铝轻,因此可以作为合金在航空、航天上使用。另外利用镁易于氧化的性质,可用于制造许多纯金属的还原剂。也可用于闪光灯、吸气器等。
测定水的总硬度就是测定水中钙、镁离子的总含量,可用EDTA配位滴定法测定:
滴定前: M + EBT M-EBT
(红色)
主反应: M + Y MY
终点时: M-EBT + Y MY + EBT
(红色) (蓝色)
滴定至溶液由红色变为蓝色时,即为终点。
滴定时,Fe3+、Al3+等干扰离子可用三乙醇胺予以掩蔽;Cu2+、Pb2+、Zn2+等重属离子,可用KCN、Na2S或巯基乙酸予以掩蔽。
水的硬度有多种表示方法,本实验要求以每升水中所含Ca2+、Mg2+总量(折算成CaO的质量)表示,单位mg·L-1。
器材和药品
1.器材 天平(0.1g、0.1mg),容量瓶(100mL),移液管(20mL),酸式滴定管(50mL),锥形瓶(250mL)等。
2.药品 HC1(1∶1),乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y·2H2O,A.R.),碱式碳酸镁[Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O,基准试剂],NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10.0),三乙醇胺(1∶1),铬黑T指示剂(0.2%氨性乙醇溶液)等。
实验方法
一、Mg2+标准溶液的配制(约0.02mol·L-1)
准确称取碱式碳酸镁基准试剂0.2~0.25g,置于100mL烧杯中,用少量水润湿,盖上表面皿,慢慢滴加1∶1 HC1使其溶解(约需3~4mL)。加少量水将它稀释,定量地转移至100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
其浓度计算:
二、EDTA标准溶液的配制与标定
1.EDTA标准溶液的配制(约0.02mol·L-1)
称取2.0g乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y·2H2O)溶于250mL蒸馏水中,转入聚乙烯塑料瓶中保存。
2.EDTA标准溶液浓度的标定
用20mL移液管移取Mg2+标准溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL氨性缓冲溶液和3~4滴EBT指示剂,用0.02mol·L-1EDTA标准溶液滴定,至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行标定3次。
EDTA浓度计算: ,取三次测定的平均值。
三、水的总硬度测定
用20mL移液管移取水样于250mL锥形瓶中,加氨性缓冲溶液6mL,1∶1三乙醇胺溶液3mL,EBT指示剂3~4滴,用EDTA标准溶液滴定,至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行测定3次。
水的总硬度计算: ,取三次测定的平均值。
‘贰’ 水硬度的测定
1. 水硬度
水硬度 水硬度是多少(标准)
水的软硬度是根据水中的钙离子和镁离子的含量来计算的,这两种离子的含量越高,水的硬度就越大。硬水是指硬度为16—30度的水,如从地层深处流出的泉水和深井水多属于硬水,而软水是硬度低于8度的水,如雨水,池塘,小溪等地面水属于软水。
目前水的硬度标准单位是mmol/L(毫摩尔每升)。传统的单位有mgN/L (毫克当量每升)、德国度、美制(英制)等,目前在国内常用的硬度单位是mg/L(毫克每升)、mmol/L(毫摩尔每升)、mgN/L(毫克当量每升),偶尔会有用户使用德国度,用德国度除以2.8即可换算为国标的数值mmol/L(毫摩尔每升),如果采用美制的Grain/Gallon(格令每加仑),需要对单位进行多次算换。
钙镁离子含量较多的水称为硬水,钙镁离子含量较少的水称为软水。硬水与软水只是通俗上的叫法,并没有标准的量的概念,在生活中,行内一般把硬度低于3mmol/L的水称为较软的水,3-6称为普通水,6-8称为较硬的水,10以上称为高硬水。
首先了解一下钙镁离子与人体健康的关系。钙镁离子是人体每天必需的营养素,如果水有一定硬度,通过饮水就可以补充一定量的钙镁离子。长期服用软水的人,则需要通过其他途径补充。
其实,水的硬度太高和太低都不好,因为水的硬度和一些疾病有密切关系。调查发现,在水硬度较高地区心血管疾病发病率较低。我国饮用水规定的标准是不能超过25度,最适宜的饮用水的硬度为8~18度,属于轻度或中度硬水。
软硬VS口感:水的口感与软硬也有关系,多数矿泉水硬度较高,所以使人感到清爽可口,而软水显得淡而无味。但用硬水泡茶,冲咖啡,口感将受到影响,所以,喝茶时尤其是喝绿茶时最好用软一点的水来冲泡。
软硬VS身感:洗澡后感觉爽滑的是硬水,而感觉总冲洗不干净的是软水。
【水的总硬度有哪几种表示方法?】
水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种. 碳酸盐硬度 主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度,还有少量的碳酸盐硬度.碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去,故亦称为暂时硬度. 非碳酸盐硬度 主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度.这类硬度不能用加热分解的方法除去,故也称为永久硬度,如CaSO4、MgSO4、CaCL2、MgCL2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等. 碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度. 水中Ca2 的含量称为钙硬度. 水中Mg2 的含量称为镁硬度. 当水的总硬度小于总碱度时,它们之差,称为负硬度.。
饮用水的最佳硬度范围是多少
我国的《生活用水卫生标准》规定,饮用水的总硬度不超过450mg/L,世界卫生组织推荐最佳饮用水硬度是170mg/L。
水根据自身的硬度首先分为软水和硬水两种。水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量,也就是钙盐与镁盐的含量,硬度单位是ppm,1ppm代表水中碳酸钙含量1毫克/升(mg/L)。
低于142的水称为软水,高于285ppm的水称为硬水,介于142~285之间的称为中度硬水。 (2)负硬度计算方法扩展阅读: 硬水通常对于健康并不造成直接危害,但硬水中由于含有比较多的钙盐,因此,我们用来烧水的壶,特别容易出现水垢,水垢的沉淀主要是碳酸盐类,还有镁盐类。
这样的盐类,进到肠道里面如果部分被分解,还会成为部分人的常量元素;如果不能溶解和分解的话,会随粪便排解出去,不会对身体有特别的影响。 饮用水误区一:水越纯越好 由于人体体液是微碱性,而纯净水呈弱酸性,如果长期摄入的饮用水是微酸性的水,体内环境将遭到破坏。
大量饮用纯净水是日常生活中常见的饮用水误区,纯净水会带走人体内有用的微量元素,从而降低人体的免疫力,容易产生疾病。 饮用水误区二:喝水仅为解渴 干净、安全、健康的饮用水是最廉价最有效的保健品。
由于一切细胞的新陈代谢都离不开水,只有让细胞也喝足水,才能促进新陈代谢,提高自身的抵抗力和免疫力。除此之外,饮用水在体内能将蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、无机盐等营养物质稀释,这样才能便于人体吸收。
饮用水误区三:片面强调水中矿物质 许多人把矿泉水作为日常生活的饮用水。当水中矿物含量超标时,会危害人体健康。
例如,当饮用水中的碘化物含量在0.02-0.05毫克/升时,对人体有益,大于0.05毫克/升时则会引发碘中毒。 饮用水误区四:饮料=饮用水 水和饮料在功能上并不能等同。
由于饮料中含有糖和蛋白质,又添加了不少香精和色素,饮用后不易使人产生饥饿感。因此,不但起不到给身体“补水”的作用,还会降低食欲,影响消化和吸收。
参考链接:网络--饮用水。
什么是水的硬度
就是PH值 也是酸碱度
水的硬度的高低与人体的关系极大。高硬度的水中的钙、镁离子能与硫酸根结合,使水产生苦涩味,还会使人的胃肠功能紊乱,出现暂时的腹胀、排气多、腹泻等现象。
我国北方不少地方饮用硬度较高的地下水,所以久居南方的人初到北方,开始一段时间会出现所谓“水土不服”的现象,时间长了,胃肠渐渐适应后,这种现象就会随之消失。
那么硬水是否好毫无益处呢?情况恰恰相反,美、英等国家的一些科学家根据调查发现,人类的某些血管病,像高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比关系,水的硬度低,死亡率反而高。
这是为什么呢?实验证明,缺镁可引起大白鼠的心肌坏死和心血管内膜钙盐沉积,摄入较多量的镁可预防胆固醇所引起的动脉粥样硬化。生活在山区的人通常比较健康长寿,除其它各种因素外,和他们长期饮用矿物质含量比较高的山泉水肖重要关系。当然,生活用水的硬度也并非越高越好,硬度太硬的水除了水味不好、对人体健康不利之外,还会使肥皂大大降低去污能力,会使水壶内生成水垢,而增加的消耗等。
硬度高的水对人毕竟是弊多利少,因此世界各国制定的饮用水质量标准中,都对硬度作了明确规定。我国目前对饮用水的硬度规定为“不超过25度”。
总硬度(CaCo3硬度)总硬度可以说是水质中钙和镁离子浓度所代表的特性,是水族养殖用水的一项重要指标,每种水族生物都只能在一定范围总硬度的水域中生存。因此在决定水源是否适合于饲养用水时,总硬度是一个重要的考虑因素。水的总硬度,在每一个地方的变化都不一样。一般来说,海水比淡水硬,表面水比地下水软。不过就相似的水域来说,水的硬度和自然的地质有关。尤其是处于石灰岩的地质环境中的水域,它的总硬度常常比其他地区要高。引起硬度的离子除了钙和镁之外,象锶、锰、铁、铝等阳离子也是肇因之一,只不过它们的含量与钙、镁相较极少,因而常常忽略不计。硬度常以CaCo3(分子量=100)的当量来表示,并以水质中含1ppmCaCo3为1度。计算硬度时,通常引起硬度的离子可用下列公式计算:硬度(ppmCaCo3)=M2+(ppm)*100/M2+的当量(公式中的M2+代表任一的二价金属离子)例如,若水质中含有10ppm的镁离子(Mg2+),以及15ppm的钙离子(Ca2+),则它的总硬度值计算如下:总硬度=镁硬度+钙硬度镁硬度=10ppm*100/24.4=41.0ppm 钙硬度=15ppm*100/40.0=37.5ppm 总硬度=41.0ppm+37.5ppm=78.5ppm(计算公式中的24.4为镁的当量重,40.0为钙的当量重) ■ 德国硬度表示法(gH)是以氧化钙的当量来表示溶于定量水质中所有可溶性钙和镁离子的方法。1度gH相当于每100ml水中含有磷化钙的当量为1毫克(10ppm)。1度gH也相当于CaCo3硬度17.8ppm。 ■ kH硬度 kH硬度是碳酸氢根(HCO3-)浓度的度标,因为碳酸氢根是水质中最主要的缓冲物质,它可以中和水质中任何增加或减少的游离CO2,以及亦能抑制氢离子的波动,以维持恒定的pH值,因此kH的控制被视为水质管理不可缺的手续。如果KH过低,表示水中天然的缓冲系统已经失去平衡,水质将趋酸性化,很容易受到中酸性物质的影响,使pH值急遽降低。反之如果kH过高,水质将趋碱性化,很容易受到中碱性物质的影响,使pH值急遽升高。这些现象势必对水族生物生长产生不良反应。 kH硬度完全针对水质中的阴离子(HCO3-)含量的表示法,这种表示法是以100ml水中含有1毫克的HCO3-称为1度(相当于10ppm浓度),并标记为1度kH。它与CaCo3硬度完全针对水质中的阳离子(Mg2+、Ca2+)含量表示法完全不同。至于kH硬度要多少才适当?这个问题并没有一定的答案。因为它得含量必须与水中的CO2的含量相配好才能决定,而且两者浓度的平衡关系又深受pH值的影响,使得kH硬度、CO2浓度与pH值三者之间形成三角互动关系。换句话说,在不同的CO2浓度以及pH值之下,将会有一个最适的对应kH值。只有kH值被控制在越接近这个最适kH值之下,才能表现出最佳缓冲作用的能力。不过就一般而言,淡水的kH硬度通常介于5-10度之间,海水则介于5-12度之间。
什么是水的硬度?
水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,在水被加热的过程中,由于蒸发浓缩,容易形成水垢,附着在受热面上而影响热传导,我们抒水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度.如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca²+)和镁离子(Mg²+),它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO3²-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO4²-)、氯离子(CL-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度.水中的铁、锰、钭等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计.因此,通常就把Ca²+、Mg²+的总浓度看作水的硬度.水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理.水处理这方面较为出类拔萃,专业的,长沙滨瑞,希望我的回答能解决你的问题!。
水硬度的准确计算公式及原理是什么?
准确计算公式:总硬度(毫克当量/升)=V1*N*1000/V
公式中:V1——滴定时消耗EDTA标准溶液的毫升数;
N——EDTA标液溶液的当量浓度;
V——水样体积毫升数。
原理:在一定条件下,以铬黑T为指示剂、pH=10的NH3·H2O-NH4Cl(氨-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。
(2)负硬度计算方法扩展阅读:
水硬度其他测量方法
1、仪器分析法
分光光度法是基于朗伯一比耳定律对元素进行定性定量分析的一种方法。通过吸光强度值定量地确定元素离子的浓度值。
2、原子吸收法
自1955年原子吸收法(AAS)作为一种分析方法以来,得到了迅速发展和普及。由于其对元素的测定具有快速、灵敏和选择性好等优点,成为分析化学领域应用最为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的共振吸收强度的一种仪器分析方法。
3、ICP—AES法
ICP—AES法即电感耦合等离子体发射光谱法,自从20世纪60年代等离子体光源发展以来,得到了普遍应用。
4、色谱分析法
离子色谱法(IC)是液相色谱的一种,是分析离子的一种液相色谱方法。离子色谱技术于1977年开始在水处理领域应用,已经解决了许多高纯水样品中的实际测定难题。
5、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,化学计量点与终点的误差非常小,准确度高,避免了化学分析滴定的误差,自动电位滴定因无需指示剂,故对有色试样、浑浊和无合适指示剂的试样均可滴定。
6、电极法
离子选择性电极是一种对于某种特定的离子具有选择性的指示电极。该类电极有一层特殊的电极膜,电极膜对特定的离子具有选择性响应,电极膜的点位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。此法具有选择性好、平衡世间短,设备简单,操作方便等特点。
‘叁’ 水质总硬度是怎么检测的
按E.07.JTJ056《公路工程水质分析操作规程》第八节 总硬度
第3.8.1条水的硬度主要是由于水中含有钙盐与镁盐所致,有时水中存在着铝盐及
铁盐也会造成硬度。
根据各种盐类的不同性质,硬度可分为三类:
一、碳酸盐硬度(又称暂时硬度):水中所含重碳酸钙,重碳酸镁,当煮沸时钙镁的
重碳酸盐分分解为碳酸盐沉淀而从水中析出,故称为暂时硬度,其反应式如下:
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H20
二、非碳酸盐硬度(又称永久硬度):
硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、硝酸钙、硝酸镁等盐类,在正常大气压下,水
的温度虽已达沸点,但仍有一定量溶于水中而不生成沉淀时,故称为永久硬度。
三、负硬度:碱金属的氢氧化物(KOH、MaOH)、碳酸盐(K2CO3、NaCO3)、或重碳酸盐
(KHCO3、NaHCO3)。由于负硬度、暂时硬度均是碱性,所以二者之和即为总碱度。其
关系如下:负硬度总硬度碳酸盐硬度总碱度非碳酸盐硬度对于混凝土基础来
说,若水中暂时硬度很小并有碳酸存在的情况下,能引起对混凝土的溶解性侵蚀及
增强碳酸的侵蚀性。硬度单位以“度”(度)来表示。例如含有10mg/l的CaO称为1德
国度,含有10mg/l的CaCO3称为1法国度。因此,1毫克当量/升相当于行车度2.8度,
相当于法国度5度。本规程采用行车硬度。
本规程采用EDTA直接滴定法测定总硬度。其原理为:以铬黑T(或铬兰黑)为指示剂,
用EDTA标准液滴定水中钙、镁离子总量。首先向水样中加入氯化铵缓冲溶液,使pH
值保持为10左右,铬黑T此时本身的主要形态为HR2-,呈兰色。在滴定前向水样中加
入指示剂铬黑T(或铬蓝黑),它先与Ca2+、Mg2+生成洒红色络合物,其反应式为:
Ca2++HR2-→CaR+H+ (Kc=4*10-6)
Mg2++HR2-→MgR-+H+ (Kc=1*10-7)
滴定开始后,滴入的EDTA首先与溶液中未络合的Ca2+、Mg2+生成络合物,其反应式
为:
Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+ (Kc=2.69*10-11)
Mg2++H2Y2-→MgY2-+2H+ (Kc=2.04*10-9)
由于CaY2-、MgY2-比CaR-、MgR-稳定,溶液中将会发生铬离子的转化,继续滴入的EDTA
将夺取同铬黑T已结合的Ca2+、Mg2+,使指示剂还原为原来的形态,其反应式为:
CaR-+H2Y2-→CaY2+HR2-+H+
MgR-+H2Y2-→MgY2+HR2-+H+
此络合平衡极端移向右方,到滴入的EDTA把与指示剂结合的Ca2+、Mg2+全部压走后,
溶液即由洒红色转变为HR2-的蓝色CaY2-、MgY2-则是无色的,这里可判断等当点的到
达。从络合平衡常数可以看出,MgR-比CaR-更稳定,故MgR-还原较迟,而CaY2-比MgY2-
更稳定,故CaY2-首先转化络合完毕,所以,当溶液转变为蓝色时所达到的等当点,
说明MgR-已完全分解而转化为MgY2-,所测定的是Ca2++Mg2+,即水的总碱度。
第3.8.2条试剂
一、氯化铵缓冲溶液;
二、铬黑T指示剂(或铬蓝黑);
三、硫化钠2%;(现用现配);
四、盐酸羟胺;
五、三乙醇胺:分析纯;
六、0.05NEDTA标准溶液。
第3.8.3条测定方法
一、根据硬度大小,一般量取水样10--50毫升(附取水参照表)于三角瓶中。
二、加入5毫升氯化铵缓冲液及铬黑T指示剂6滴(或少量干试剂)。
三、用标准EDTA溶液滴定至溶液由葡萄红色变成天蓝色即为终点,记录EDTA消耗量
为V1。
第3.8.4条总硬度按下式计算:
一、总硬度(毫克当量/升)=V1*N*1000/V
总硬度(德度)=V1*N*1000/V*2.8
式中 V1--滴定水样消耗EDTA的量(ml);
N--EDTA标准溶液的当量浓度;
V--测定所取水样(ml);
2.8--德国度与普通硬度的换算系数。
或根据钙、镁的毫克当量之和计算总硬度。
总硬度(毫克当量/升)=(Ca2++Mg2+)毫克当量/升
二、暂时硬度(碳酸盐硬度):
当HCO3->Ca2++Mg2+时;
三、永久硬度(非碳酸盐硬度);
当HCO3-<Ca2++Mg2+时,永久硬度(毫克当量/升)=重碳酸盐(毫克当量/升)。
当HCO3-<Ca2++Mg2+)时,永久硬度(毫克当量/升)=0
四、负硬度
当总硬度<总碱度时,
负硬度(毫克当量/升)=(总碱度-总硬度)(毫克当量/升)
水中非碳酸盐硬度与负硬度不能同时存在,因两者会发生如下反应:
CaSO4+NaCO3→CaCO3↓+NaSO4
CaSO4+2NaHCO3→Ca(HCO3)2+Na2SO4