EDTA滴定法測定水中總硬度的幾點體會

詹萍

EDTA滴定法測定水中總硬度的幾點體會

詹萍

在水質監測中總硬度為常規分析項目，硬度主要是指水中鈣、鎂離子的含量。硬度分為碳酸鹽硬度與非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度主要是由鈣、鎂的重碳酸鹽所形成，也能含有少量的碳酸鹽，經過加熱煮沸可以沉淀除去，也稱為暫時性硬度。非碳酸鹽硬度是由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物所形成，用加熱煮沸的方法不能除去，也稱為永久性硬度。碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度的總和稱總硬度。

硬度對工業用水關系很大，如鍋爐給水，經常要進行硬度分析，為水的處理提供依據。水的硬度在維持機體的鈣、鎂平衡上具有良好作用。但水中硬度過高有不利影響，主要導致鍋爐和熱水系統水垢的形成，同時在烹調上高硬度水中的鈣、鎂與蛋白質結合，使肉類和豆類不易煮爛，影響消化吸收，甚至胃腸功能。相反，水中硬度過低則具腐蝕性，增加了對金屬管材的溶解能力。對軟、硬水的區分，一般分為四級。即軟水(CaO＜150 mg/L)，中等硬水(適硬水151～450 mg/L)、硬水(451～600 mg/L)和極硬水(＞600 mg/L).生活飲用水水質標準規定總硬度的限值為450 mg/L。

測定水中總硬度的常見方法為EDTA滴定法。原理為:水樣中的鈣、鎂離子與鉻黑T指示劑形成紫紅色鰲合物，其不穩定常數大于乙二胺四乙酸鈣和鎂鰲合物的不穩定常數。當pH=10時，乙二胺四乙酸二鈉先與鈣離子，再與鎂離子形成螯合物，滴定至終點時，溶液呈現出鉻黑T指示劑的純藍色。反應式如下:

分析步驟為:吸取50 ml水樣(硬度過高的水樣，可取適量水樣，用純水稀釋至50 ml，硬度過低的水樣，可取100 ml)置于錐形瓶中，加入1～2 ml緩沖液，5滴鉻黑T指示劑，立即用Na2EDTA標準液滴定至溶液從紫紅色轉變成純藍色為止，同時做空白試驗，記下所消耗標準液的用量。

563000遵義市疾病預防控制中心

在滴定過程中，緩沖液具有關鍵作用。緩沖液的配制有兩步:①稱取16.9 g氯化銨，溶于143 ml氨水中(ρ=0.88 g/ L)，②稱取0.780 g硫酸鎂(MgSO4.7 h2O)及1.78 g乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA.2 h2O)，溶于50 ml水中，加入2 ml氯化銨-氫氧化銨溶液和5滴鉻黑T指示劑(此時溶液應呈紫紅色，若為純藍色，應再加極少量硫酸鎂使呈紫紅色)，用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為純藍色。合并①與②液，并用純水定容至250 ml，此緩沖液的pH=10。合并后如溶液又變為紫紅色，在計算結果時應扣除試劑空白。在緩沖液的配制與使用過程中有幾點注意事項:一、因硫酸鎂有潮解性，在稱量時可稍多稱量以達到理論稱量值，但切不可過量稱取，否則在配制上述②液時，因硫酸鎂過量可致在用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為純藍色的過程中，可推遲終點的顯色，以使在合并①與②液后，有可能增大理論上的定容體積，可先烘干冷卻后再稱量。二、緩沖液的pH較關鍵，建議在配制緩沖液時應少配，并低溫保存，并且在滴定水樣的過程中，加入緩沖液后應立即測定，最好于5 min內完成，尤其在炎熱的季節，避免因氨的揮發可導致緩沖液pH值的降低，從而影響總硬度的測定結果。三、為防止環境的交叉污染，如對水中總硬度和水中氨氮的檢測就不能同在一個實驗室內進行。測定總硬度時需要用氨水調節緩沖液的pH值至10，在這種環境條件下，由于實驗室會有氨氣殘留，就會污染水中氨氮的測定。此外因硬度的滴定反應為絡合反應，反應速度較慢，在反應的過程中EDTA先與游離的鈣、鎂離子結合，再置換出與絡黑T鰲合的鈣、鎂離子。在接近終點時，標準溶液應緩慢滴入并充分振搖錐形瓶，否則使終點過早出現，結果偏低。若在測定水中硬度時，有時出現當滴定至終點后，藍色很快又返回至紫紅色，此現象是由鈣、鎂鹽的懸浮性顆粒所致，影響測定。此時可將水樣用鹽酸酸化(但鹽酸用量不宜太多，以免影響滴定時的pH值)后煮沸，可除去堿度，冷卻后，用氫氧化鈉溶液中和，再加入緩沖液和指示劑滴定，終點會更敏銳。