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浅谈水的硬度测定的几种方法(DOC版)
样品测定
在25mL容量瓶中加入氯化锶溶液1mL,加入水样2.5mL,稀至刻度,摇均,测定吸光度,将测得Ca、Mg含量均换算为mmol/L,两项相加后乘以100.1mg/L,即为用CaCO3表示的硬度。
自动电位滴定法测定水中总硬度
2001年卫生部《生活饮用水水质卫生规范》中将总硬度列为生活饮用水水
质常规监测项目,与其相配套的《生活饮用水检验规范》中总硬度的检测方法为乙二胺四乙酸二钠滴定法,是目前应用最广泛的常规滴定分析方法。然而滴定方法在滴定过程中的滴定速度、摇动的程度、终点的判断及滴定管的读数等都可能给结果带来一定的误差。而电位滴定法依据待测离子的活度与其电极电位之间的关系遵守能斯特方程,通过测量滴定过程中电池电动势的变化确定终点的滴定分析方法。利用微电脑程序自动控制滴定过程、处理数据及计算结果。使用Metrohm796型自动电位滴定仪检测水中总硬度。其结果是:选用DET电位滴定模式,若取50mL水样,本方法最低检测质量浓度为1.00mg/L,回收率为95%~104%,相对标准偏差RSD为0.88%~11.9%,自动电位滴定法(仪器法)与国家标准方法(容量法)对比测定结果(n=28),采用配对t检验进行分析,仪器法与容量法测定的结果无显著性差异(P>0.50)。实际样品测定,结果满意。自动电位仪在线滴定法配有直观的屏幕、实时显示滴定曲线;能够自动控制滴定过程、判断终点、处理数据,具有快速、简单的特点;结果准确可靠,重现性好,适用于检测水中总硬度的含量。
精密度试验:用上述测定方法对钙标准溶液进行测定试验,结果相对标准偏差(CV)为1.56%~2.78%,符合环境监测规定要求。表明按上述实验条件测定水中总硬度其精密度是好的,方法是可行的。
分光光度法测定水的硬度
钙镁总含量的方法通常用EDTA络合滴定法,但这种方法灵敏度较低,且操作麻烦费时。用酸性铬蓝K(ACBK)与钙镁同时作用的显色体系,以NH3—NH4Cl缓冲溶液(pH=10.0)作为介质,Ca2+和Mg2+离子均与酸性铬蓝K显色剂形成1:1的稳定配合物,在468nm波长处,两种配合物存在一等摩尔吸收点,对应于该点的等摩尔吸光系数ε=7.6×103L/(mol·cm),在此波长及最佳操作条件下,Ca2+和Mg2+的总含量在0~3×10-5mol/L,浓度范围内符合比耳定律。该法应用于水硬度的测定,具有灵敏度较高、操作简便快速的优点。
实验条件
淋洗液为11mmol/min的H2SO4,流速为1.00mL/min,进样量为25μL,抑制器电流为100mA。
实验方法
把Mg2+、Ca2+的标准溶液参考实际样品中各自的含量配制成混标,和实际样品一起通过0.45μm的滤膜过滤后分别进样。Mg2+、Ca2+的保留时间分别为7.68min、9.20min。
试剂与仪器
氯化铵、氨水、硫酸镁、二水合EDTA二钠和三乙醇胺等试剂均为分析纯,钙标准溶液的配置,铬黑T为指示剂,50mL滴定管,250mL锥形瓶。
实验方法与结果
样品测定:吸取50 ml试样置250mL锥形瓶中,加4mL缓冲溶液和100mg指示剂干粉,此时溶液应呈紫红或紫色,pH值应为10.0±0.1。立即用EDTA标准滴定液滴定,开始滴定时速度宜稍快,接近终点时宜稍慢,并充分振摇,滴定至紫色消失并出现亮蓝色即为终点,整个滴定过程应在5min内完成,记录消耗EDTA溶液体积的毫升数。
仪器
PE4100原子吸收仪
工作条件
Ca、Mg测定波长分别为422.7nm、285.2nm;灯电流分别为5mA、4mA;燃助比分别为3.3:10.1、3.0:10.1;光谱通带均为0.7nm。
试剂
Ca、Mg标准溶液:500mg/L,氯化锶溶液(SrCl2·6H2O):0.100g·m/L
工作曲线
在2 5mL容量瓶中加入氯化锶溶液1mL,再加入Ca、Mg标准溶液,使其配制成含有0.0、5.0、10.0、15.0mg/L的Ca和0.0、3.0、6.0、9.0mg/L的Mg的标准系列,按仪器工作条件进行测定,绘制Ca、Mg工作曲线。
仪器与试剂
DionexDX-500型离子色谱仪,DionexCSl2A(4mm)阳离子分离柱,DionexCD20电导检测器,ASRA—Ⅱ型自动再生抑制器,Barnstead去离子水生成器。国家标准物质中心的Mg2+、Ca2+标准溶液,H2SO4为优级纯,其它试剂均为分析纯,实验用水均为电导<1μs的去离子水。
一般称水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硝酸盐等的总含量为水的总硬度,包括暂时硬度和永久硬度。水的硬度对工业及生活关系很大,可使锅炉产镏垢,印染中使织物变脆,洗衣消耗大量的肥皂。所以硬度是水质分析中一项重要的指标。现将几种测定水的硬度的方法阐述如下:
EDTA
在环境监测分析中,总硬度为常规分析项目。测定地下水和地表水中的总硬度,一般常用EDTA滴定法,该法具仪器价廉、步骤简单、操作方便、准确可靠的优点。
离子色谱法测定水的硬度
用离子色谱法测定水中钙、镁的浓度,通过计算得到水中硬度的方法。首先
可以避免复杂的前处理,水样通过45μm的滤膜后就可以直接进样;其次该方法在选择好仪器条件后,则可以通过操作系统控制仪器准确迸样及计算结果,完全可以排除人为的误差;同时由于离子色谱对钙、镁离子的检出限可以达到0.05mg/L,计算后得到的硬度(以CaCO3计)的检出限将大大地低于乙二胺四乙酸二钠法1.0mg/L的检出限,从而提高实验结果的准确性。
校准曲线及线性范围
把Mg2+、Ca2+的标准溶液按实际需要配制成一系列混标,分别进样,结果以峰面积积分(由试验可知:用峰面积积分在定量上优于用峰高积分),校准曲线的r2分别为0.9999、0.9995,线性范围均在0.05~200mg/L范围内。
原子吸收测定水的硬度
水的硬度,通常采用EDTA滴定法测定,此法虽结果准确,全过程繁琐,而原子吸收法不仅准确可靠,而且简便、快速。
试剂和仪器
Ca2+标准溶液,Mg2+标准溶液,NH3—NH4Cl缓冲溶液,5×10-3mol/L酸性铬蓝K溶液。722型分光光度计,pHS—2C型精密酸度计。
实验方法
分别取Ca2+、Mg2+标准溶液或等摩尔的Ca2+、Mg2+混合溶液适量于50mL容量瓶中,加5×1 0-3mol/L酸性铬蓝K溶液2.00mL,pH=10.0的NH3—NH4Cl缓冲溶液10mL,用水稀释至刻度,摇匀,静置5min后,用1cm比色皿于468nm处以试剂空白为参比,测量吸光度,然后再求出水的硬度。