工業廢水水樣如何分析總硬度

A. 水質總硬度是怎麼檢測的

按E.07.JTJ056《公路工程水質分析操作規程》第八節 總硬度
第3.8.1條水的硬度主要是由於水中含有鈣鹽與鎂鹽所致，有時水中存在著鋁鹽及
鐵鹽也會造成硬度。
根據各種鹽類的不同性質，硬度可分為三類：
一、碳酸鹽硬度(又稱暫時硬度)：水中所含重碳酸鈣，重碳酸鎂，當煮沸時鈣鎂的
重碳酸鹽分分解為碳酸鹽沉澱而從水中析出，故稱為暫時硬度，其反應式如下：
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H20
二、非碳酸鹽硬度(又稱永久硬度)：
硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣、硝酸鎂等鹽類，在正常大氣壓下，水
的溫度雖已達沸點，但仍有一定量溶於水中而不生成沉澱時，故稱為永久硬度。
三、負硬度：鹼金屬的氫氧化物(KOH、MaOH)、碳酸鹽(K2CO3、NaCO3)、或重碳酸鹽
(KHCO3、NaHCO3)。由於負硬度、暫時硬度均是鹼性，所以二者之和即為總鹼度。其
關系如下：負硬度總硬度碳酸鹽硬度總鹼度非碳酸鹽硬度對於混凝土基礎來
說，若水中暫時硬度很小並有碳酸存在的情況下，能引起對混凝土的溶解性侵蝕及
增強碳酸的侵蝕性。硬度單位以「度」(度)來表示。例如含有10mg/l的CaO稱為1德
國度，含有10mg/l的CaCO3稱為1法國度。因此，1毫克當量/升相當於行車度2.8度，
相當於法國度5度。本規程採用行車硬度。
本規程採用EDTA直接滴定法測定總硬度。其原理為：以鉻黑T(或鉻蘭黑)為指示劑，
用EDTA標准液滴定水中鈣、鎂離子總量。首先向水樣中加入氯化銨緩沖溶液，使pH
值保持為10左右，鉻黑T此時本身的主要形態為HR2-，呈蘭色。在滴定前向水樣中加
入指示劑鉻黑T(或鉻藍黑)，它先與Ca2+、Mg2+生成灑紅色絡合物，其反應式為：
Ca2++HR2-→CaR+H+ (Kc=4*10-6)
Mg2++HR2-→MgR-+H+ (Kc=1*10-7)
滴定開始後，滴入的EDTA首先與溶液中未絡合的Ca2+、Mg2+生成絡合物，其反應式
為：
Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+ (Kc=2.69*10-11)
Mg2++H2Y2-→MgY2-+2H+ (Kc=2.04*10-9)
由於CaY2-、MgY2-比CaR-、MgR-穩定，溶液中將會發生鉻離子的轉化，繼續滴入的EDTA
將奪取同鉻黑T已結合的Ca2+、Mg2+，使指示劑還原為原來的形態，其反應式為：
CaR-+H2Y2-→CaY2+HR2-+H+
MgR-+H2Y2-→MgY2+HR2-+H+
此絡合平衡極端移向右方，到滴入的EDTA把與指示劑結合的Ca2+、Mg2+全部壓走後，
溶液即由灑紅色轉變為HR2-的藍色CaY2-、MgY2-則是無色的，這里可判斷等當點的到
達。從絡合平衡常數可以看出，MgR-比CaR-更穩定，故MgR-還原較遲，而CaY2-比MgY2-
更穩定，故CaY2-首先轉化絡合完畢，所以，當溶液轉變為藍色時所達到的等當點，
說明MgR-已完全分解而轉化為MgY2-,所測定的是Ca2++Mg2+,即水的總鹼度。
第3.8.2條試劑
一、氯化銨緩沖溶液；
二、鉻黑T指示劑(或鉻藍黑)；
三、硫化鈉2%；(現用現配)；
四、鹽酸羥胺；
五、三乙醇胺：分析純；
六、0.05NEDTA標准溶液。
第3.8.3條測定方法
一、根據硬度大小，一般量取水樣10--50毫升(附取水參照表)於三角瓶中。
二、加入5毫升氯化銨緩沖液及鉻黑T指示劑6滴(或少量干試劑)。
三、用標准EDTA溶液滴定至溶液由葡萄紅色變成天藍色即為終點，記錄EDTA消耗量
為V1。
第3.8.4條總硬度按下式計算：
一、總硬度(毫克當量/升)=V1*N*1000/V
總硬度(德度)=V1*N*1000/V*2.8
式中 V1--滴定水樣消耗EDTA的量(ml);
N--EDTA標准溶液的當量濃度；
V--測定所取水樣(ml)；
2.8--德國度與普通硬度的換算系數。
或根據鈣、鎂的毫克當量之和計算總硬度。
總硬度(毫克當量/升)=(Ca2++Mg2+)毫克當量/升
二、暫時硬度(碳酸鹽硬度)：
當HCO3->Ca2++Mg2+時；
三、永久硬度(非碳酸鹽硬度)；
當HCO3-<Ca2++Mg2+時，永久硬度(毫克當量/升)=重碳酸鹽(毫克當量/升)。
當HCO3-<Ca2++Mg2+)時，永久硬度(毫克當量/升)=0
四、負硬度
當總硬度<總鹼度時，
負硬度(毫克當量/升)=(總鹼度-總硬度)(毫克當量/升)
水中非碳酸鹽硬度與負硬度不能同時存在，因兩者會發生如下反應：
CaSO4+NaCO3→CaCO3↓+NaSO4
CaSO4+2NaHCO3→Ca(HCO3)2+Na2SO4

B. 工業用水的總硬度測定的實驗報告和演示

工業用水的總硬度的測定

實驗目的

1.了解配位滴定法基本原理和方法。

2.了解水的硬度的概念及其表示方法。

實驗原理

含有鈣、鎂離子的水叫硬水。測定水的總硬度就是測定水中鈣、鎂離子的總含量，可用EDTA配位滴定法測定：

滴定前： M + EBT M-EBT

(紅色)

主反應： M + Y MY

終點時： M-EBT + Y MY + EBT

(紅色) （藍色）

滴定至溶液由紅色變為藍色時，即為終點。

滴定時，Fe3+、Al3+等干擾離子可用三乙醇胺予以掩蔽；Cu2+、Pb2+、Zn2+等重屬離子，可用KCN、Na2S或巰基乙酸予以掩蔽。

水的硬度有多種表示方法，本實驗要求以每升水中所含Ca2+、Mg2+總量（折算成CaO的質量）表示，單位mg·L-1。

器材和葯品

1.器材 天平（0.1g、0.1mg），容量瓶（100mL），移液管（20mL），酸式滴定管（50mL），錐形瓶（250mL）等。

2.葯品 HC1（1∶1），乙二胺四乙酸二鈉（Na2H2Y·2H2O，A.R.），鹼式碳酸鎂[Mg（OH）2·4MgCO3·6H2O，基準試劑]，NH3-NH4Cl緩沖溶液（pH=10.0），三乙醇胺（1∶1），鉻黑T指示劑（0.2%氨性乙醇溶液）等。

實驗方法

一、Mg2+標准溶液的配製（約0.02mol·L-1）

准確稱取鹼式碳酸鎂基準試劑0.2~0.25g，置於100mL燒杯中，用少量水潤濕，蓋上表面皿，慢慢滴加1∶1 HC1使其溶解（約需3~4mL）。加少量水將它稀釋，定量地轉移至100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

其濃度計算：
二、EDTA標准溶液的配製與標定

1.EDTA標准溶液的配製（約0.02mol·L-1）

稱取2.0g乙二胺四乙酸二鈉（Na2H2Y·2H2O）溶於250mL蒸餾水中，轉入聚乙烯塑料瓶中保存。

2.EDTA標准溶液濃度的標定

用20mL移液管移取Mg2+標准溶液於250mL錐形瓶中，加入10mL氨性緩沖溶液和3~4滴EBT指示劑，用0.02mol·L-1EDTA標准溶液滴定，至溶液由紫紅色變為藍色即為終點。平行標定3次。

EDTA濃度計算： ，取三次測定的平均值。

三、水的總硬度測定

用20mL移液管移取水樣於250mL錐形瓶中，加氨性緩沖溶液6mL，1∶1三乙醇胺溶液3mL，EBT指示劑3~4滴，用EDTA標准溶液滴定，至溶液由紫紅色變為藍色即為終點。平行測定3次。

水的總硬度計算： ，取三次測定的平均值。

C. 工業用水的總硬度（水中鈣鎂離子總含量）的測定

1，100ML水樣就是你要測定的工業用水
2.Ⅱ級試劑水一般是用蒸溜水，看你實驗室是有什麼試劑水來做測試
空白實驗就是水樣換成試劑用水進行滴定其它都一樣，簡單來說就是做對比，校正用

D. 怎麼 測定水質的硬度啊

水質總硬度的測定

一、主題內容與適用范圍

本方法適用於水樣中總硬度的測定。

二、原理

在PH=10時，乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）和水中的鈣鎂離子生成穩定絡合物，指示劑鉻黑T也能與鈣鎂離子生成葡萄酒紅色絡合物，其穩定性不如EDTA與鈣鎂離子所生成的絡合物。

當用EDTA滴定接近終點時，EDTA自鉻黑T的葡萄酒紅色絡合物奪取鈣鎂離子而使鉻黑T指示劑游離，溶液由酒紅色變為藍色，即為終點。

三、儀器及用具

1、三角燒瓶：250mL；

2、滴定管：50mL；

3、刻度吸管：1mL。

四、試劑

1、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）標准溶液: 0.05mol/L。

2、硬度緩沖溶液:

（1）、稱取16.9g氯化銨，溶於143mL濃氨水中。

（2）、稱取0.78g硫酸鎂(或0.644g氯化鎂或0.381無水硫酸鎂)及1.179g乙二胺四乙酸二鈉溶於50mL蒸餾水中。合並（1）&（2）並用蒸餾水定容至250mL。（可保存一個月）

3、鉻黑T指示劑：5g/L。稱取0.5g鉻黑T和2g氯化羥胺(鹽酸羥胺)，溶於95%乙醇並定容至100mL。

五、分析步驟

1、取澄清水樣100mL於三角燒瓶中，加入1mL硬度緩沖溶液，3滴鉻黑T指示劑；

2、用乙二胺四乙酸二鈉標准溶液激烈振盪滴定至溶液由玫瑰紅變為天藍色為止。

3、同時用100mL去離子水或蒸餾水做空白試驗。

六、計算

c×（V-V0）

總硬度（meq/L） = --------------- ×1000

100

式中：c ---- 乙二胺四乙酸二鈉標准溶液濃度，mol/L；

V0 --- 空白試驗滴定消耗乙二胺四乙酸二鈉標准溶液體積，mL；

V ----- 試樣滴定消耗乙二胺四乙酸二鈉標准溶液體積，mL；

(4)工業廢水水樣如何分析總硬度擴展閱讀

硬度有不同的種類(總硬度、碳酸鹽硬度及其它硬度)，並且在不同國家有不同的概念和定義。

硬度鹽類一般包括Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Sr²⁺、Te³⁺、Al³⁺等容易形成難溶鹽類的金屬陽離子，在一般天然水中，主要是Ca²⁺、Mg²⁺，其它離子含量較少。因此，一般常以水中的Ca²⁺、Mg²⁺總量作為硬度的定義。

具體地講，Ca²⁺、Mg²⁺總量稱為總硬度，根據假想化合物的原理，考慮到水中陰離子的組成，又可把硬度區分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

E. 工業用水的總硬度（水中鈣鎂離子總含量）的測定

水硬度的測定

實驗目的：

1 ．了解水的硬度的概念，測定水硬度的意義，以及水的硬度的表示方法；

2 ．理解 EDTA 測定水中鈣、鎂含量的原理和方法，包括酸度控制和指示劑的選擇；

3 ．測定過程中加入 Mg-EDTA 的作用及其對測定結果的影響。

實驗原理：

水的硬度最初是指鈣、鎂離子沉澱肥皂的能力。水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度 ( 即通過加熱能以碳酸鹽形式沉澱下來的鈣、鎂離子，故又叫暫時硬度 ) 和非碳酸鹽硬度 ( 即加熱後不能沉澱下來的那部分鈣、鎂離子，又稱永久硬度 ) 。

硬度的表示方法尚未統一，目前我國使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測得的鈣、鎂折算成 CaO 的質量，即每升水中含有 CaO 的毫克數表示，單位為 mg·L-1 ；另一種以度 ( °) 計：1硬度單位表示 10 萬份水中含1份 CaO( 即每升水中含 10mgCaO) ， 1° ＝ 10ppm CaO 。這種硬度的表示方法稱作德國度。
【工業用水和生活飲用水對水的硬度的要求】我國生活飲用水衛生標准規定以 CaCO3 計的硬度不得超過450mg·L-1 。

Ca2+ + EDTA = Ca-EDTA

Mg2+ + EDTA = Mg-EDTA

實驗預習：

了解配製和標定EDTA標准溶液的方法；

了解測定的水的總硬度的原理和方法 。

基本操作：

EDTA標准溶液的配製和標定；

酸式滴定管的基本操作。

實驗步驟：

在一份水樣中加入 pH=10.0 的氨性緩沖溶液和少許鉻黑 T 指示劑，溶液呈紅色；用 EDTA 標准溶液滴定時， EDTA 先與游離的 Ca2+ 配位，再與 Mg2+ 配位；在計量點時， EDTA 從 MgIn- 中奪取 Mg2+ ，從而使指示劑游離出來，溶液的顏色由紅變為純藍，即為終點。

當水樣中 Mg2+ 極少時，由於 CaIn- 比 MgIn- 的顯色靈敏度要差很多，往往得不到敏銳的終點。為了提高終點變色的敏銳性，可在 EDTA 標准溶液中加入適量的 Mg2+ （在 EDTA 標定前加入，這樣就不影響 EDTA 與被測離子之間的滴定定量關系），或在緩沖溶液中加入一定量的 Mg—EDTA 鹽。

水的總硬度可由 EDTA 標准溶液的濃度 cEDTA 和消耗體積 V1 （ ml ）來計算。以 CaO 計，單位為 mg/L.

注意事項：

測定總硬度時用氨性緩沖溶液調節pH值；

注意加入掩蔽劑掩蔽干擾離子，掩蔽劑要在指示劑之前加入；

測定總硬度的時候在臨近終點時應慢滴多搖；

測定時要是水溫過低應將水樣加熱到30～40�0�2C再進行測定。

問題分析：

1 ．本實驗中移液管是否要用去離子水潤洗？錐形瓶是否要用去離子水潤洗？

2 ．絡合滴定近終點時， EDTA 置換 M-In 中的指示劑的反應速度略慢，因此需多搖慢滴。

3 ．剩餘的 EDTA 溶液回收（塑料回收桶在通風櫥內），將用於設計實驗。

常用工具：

主要試劑和儀器

0.02mol/LEDTA ， NH3-NH4Cl 緩沖溶液（ pH~10 ）， 10%NaOH 溶液，鉻黑 T 指示劑

鹼式滴定管，錐形瓶，洗瓶，容量瓶，吸移管，吸耳球，燒杯，試劑瓶，分析天平，稱量瓶

F. 水的總硬度的定義和測定的方法

水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分，因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去，稱之為暫時硬度；而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分，因其性質比較穩定，不能夠通過加熱的方式除去，故稱為永久硬度。 硬度又分為鈣硬和鎂硬，鈣硬是由Ca2+引起的，鎂硬是由Mg2+引起的。 水硬度是表示水質的一個重要指標，對工業用水關系很大。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此，水的總硬度即水中鈣、鎂總量的測定，為確定用水質量和進行水的處理提供依據。
水的總硬度測定的方法

一、原理

測定自來水的硬度，一般採用絡合滴定法，用EDTA標准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、總量然後換算為相應的硬度單位。

用EDTA滴定Ca2+、Mg2+總量時，一般是在pH=10的氨性緩沖溶液進行，用EBT（鉻黑體）作指示劑。化學計量點前，Ca2+、Mg2+和EBT生成紫紅色絡合物，當用EDTA溶液滴定至化學計量點時，游離出指示劑，溶液呈現純藍色。

由於EBT與 Mg2+ 顯色靈敏度高，與Ca2+顯色靈敏度低，所以當水樣中Mg2+含量較低時，用EBT 作指示劑往往得不到敏銳的終點。這時可在EDTA標准溶液中加入適量的Mg2+（標定前加入Mg2+對終點沒有影響）或者在緩沖溶液中加入一定量Mg2+—EDTA鹽，利用置換滴定法的原理來提高終點變色的敏銳性，也可採用酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑，此時終點顏色由紫紅色變為藍綠色。

滴定時，Fe3+，Al3+ 等干擾離子，用三乙醇胺掩蔽；Cu2+，Pb2+，Zn 2+ 等重金屬離子則可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。

本實驗以CaCO3 的質量濃度（mg/L）表示水的硬度。我國生活飲用水規定，總硬度以 CaCO3計，不得超過450 mg/L。

計算公式：水的硬度= ×100.09（mg/L）式中C為EDTA的濃度，V為EDTA的體積，100.09為CaCO3的質量

二、試劑

1、EDTA標准溶液（0.01mo/L）：稱取2 g乙二胺四乙酸二鈉鹽(Na2H2Y.2H2O)於250 mL 燒杯中，用水溶解稀釋至500mL 。如溶液需保存，最好將溶液儲存在聚乙烯塑料瓶中。

2、氨性緩沖溶液（pH=10）：稱取20g NH4Cl固體溶解於水中，加100ml濃氨水，用水稀釋至1L。

3、鉻黑體（EBT）溶液(5g.L－1)：稱取0.5 g鉻黑體，加入25mL 三乙醇胺、75 mL乙醇

4、Na2S 溶液(20g/L)

5、三乙醇氨溶液(1+4)

6、鹽酸(1+1)

7、氨水(1+2)

8、甲基紅：1g/L 60%的乙醇溶液

9、鎂溶液：1gMgSO4.7H2O 溶解於水中，稀釋至200mL

10、CaCO3基準試劑：120℃乾燥2h。

11、金屬鋅（99.99%）：取適量鋅片或鋅粒置於小燒杯中，用 0.1mol/LHCl清洗1min，以除去表面的氧化物，再用自來水和蒸餾水洗凈，將水瀝干，放入乾燥箱中100℃烘乾（不要過分烘烤，）冷卻。

三、步驟

1、EDTA的標定。

標定EDTA的基準物較多，常用純 CaCO3 ，也可用純金屬鋅標定，其方法如下：

（1）金屬鋅為基準物質：准確稱取0.17-0.20g 金屬鋅置於 100mL 燒杯中，用1+1 HCl，5mL立即蓋上干凈的表面皿，待反應完全後，用水吹洗表面皿及燒杯壁，將溶液轉入250mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液管平行移取 25.00ml Zn2+ 的標准溶液三份分別於 250mL錐形瓶中，加甲基紅1滴，滴加(1+2) 的氨水至溶液呈現為黃色，再加蒸餾水25mL ，氨性緩沖溶液10mL，搖勻，加EBT指示劑2-3滴，搖勻，用EDTA溶液滴至溶液有紫紅色變為純藍色即為終點。計算EDTA溶液的准確濃度。

（2）CaCO3為基準物質；准確稱取CaCO3 0.2g-0.25g 於 燒杯中，先用少量的水潤濕，蓋上干凈的表面皿，滴加1+1 HCl 10mL，加熱溶解。溶解後用少量水洗表面皿及燒杯壁，冷卻後，將溶液定量轉移250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液管平行移取25.00mL標准溶液三份分別加入250mL錐形瓶中，加1滴甲基紅指示劑，用(1+2)氨水溶液調至溶液由紅色變為淡黃色，加20mL水及5mLMg2+ 溶液，再加入pH=10 的氨性緩沖溶液由紅色變為純藍色即為終點，計算EDTA溶液的准確濃度。

2、自來水樣的分析。

打開水龍頭，先放數分鍾，用已洗凈的試劑瓶承接水樣500-1000mL，蓋好瓶塞備用。

移取適量的水樣（用什麼量器？）（一般為50-100mL，視水的硬度而定），加入三乙醇胺3 mL ，氨性緩沖溶液5 mL ，EBT指示劑2-3滴，立即用EDTA標准溶液滴至溶液由紅色變為純藍色即為終點。平行三份，計算水的總硬度，以CaCO3表示。

注意：

1、自來水樣較純、雜質少，可省去水樣酸化、煮沸，加 Na2S 掩蔽劑等步驟。

2、如果EBT指示劑在水樣中變色緩慢，則可能是由於 Mg2+ 含量低，這時應在滴定前加入少量 Mg2+ 溶液，開始滴定時滴定速度宜稍快，接近終點滴定速度宜慢，每加1滴EDTA溶液後，都要充分搖勻。

G. 試述工業用水總硬度測定的原理,主要試劑,操作步驟及測試結果表達方式

原理是配位反應，
EDTA4-+Ca2+=CaEDTA2-，Mg2+相似
主要試劑：分析純碳酸鈣或鋅，乙二胺四乙酸二鈉，氨-氯化銨pH=10緩沖溶液，鈣指示劑及鉻黑T，三乙醇胺，結果表達是：1L水中10mgCaO為1度，操作步驟自己查書，看懂再操作，標定和測定