EDTA法對成縣三種水質(zhì)總硬度的測定研究

焦利軍，崔文輝，朱秀娟，王 瀚， 聶龍英

(隴南師范高等專科學(xué)校 機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 成縣 742500)

水是生命之源,隨著生過水平的不斷提高,人們對于水質(zhì)達(dá)標(biāo)越來越重視，在水的各項指標(biāo)中,適宜的水的總硬度范圍是表示水質(zhì)的重要指標(biāo)[1-2]。水的總硬度是指水中鈣鎂的重碳酸鹽、氯化物、硝酸鹽等的總含量,包括暫時硬度和永久硬度。人體對飲用水的硬度有一定的耐受性,GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定硬度總硬度限值為不高于450mg·L-1,無最低限量標(biāo)準(zhǔn)[3]。 一般來說,飲用水的硬度過高過低均不利于健康,最適宜的飲用水總硬度應(yīng)在8～18度之間[4-5]。過高的硬度對部分工業(yè)品制造不利，而對于飲用水用戶而講，高硬度會使熱水系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)垢問題，從而在洗滌時增加肥皂的消耗，但是極度的軟化水又加劇對管道的腐蝕性，對輸送造成不便。另一方面，大量流行病學(xué)研究顯示水中硬度與心血管疾病之間存在有統(tǒng)計意義的負(fù)相關(guān)性[6-7],如果飲用硬度太高的水,可能會引起胃腸功能暫時紊亂,水的硬度的測定對于我們的平常生活影響很大[8-9]。所以使用前測定水質(zhì)的硬度已經(jīng)受到眾多科研工作者的青睞[10-12]。

本實驗使用EDTA滴定法測定了當(dāng)?shù)?種不同水質(zhì)的硬度，以測定結(jié)果為基礎(chǔ)，分析飲用不同水質(zhì)對健康的影響，為人們?nèi)粘Ｉ钣盟娜∩峤o出科學(xué)合理的支持，以便使用對身體更加有益的水源作為生活用水。

1 材料和試劑

1.1 試驗材料

采自甘肅隴南成縣不同環(huán)境下的井水、自來水及山泉水等飲用水。

1.2 儀器及試劑

(精確到0.001)FA2004N上海精密科技有限公司，玻璃棒聚四氟乙烯滴定管乙二胺四乙酸二鈉，NH3-NH4Cl緩沖溶液(氯化銨和濃氨水)，鉻黑T指示劑，氯化鈉，三乙醇胺，6 mol·L-1HCl溶液，碳酸鈣，鈣指示劑，氯化鎂，氫氧化鈉，NH3-NH4Cl緩沖溶液，0.02 mol·L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，所用試劑均為分析純試劑，所有試劑配制均按照文獻(xiàn)規(guī)定的方法配制[7]。

2 實驗方法

2.1 樣品預(yù)處理

使用漏斗依次將三種水樣過濾，去掉多余的沉淀后存于試劑瓶中備用。

2.2 樣品測定原理

水的總硬度測定原理參照文獻(xiàn)[6-7]，總硬度測定常用的方法是EDTA法即絡(luò)合滴定法[1]。

2.3 樣品的測定

2.3.1 EDTA溶液的標(biāo)定

表1 EDTA標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2.3.2 水樣的分析

分別量取三種不同水質(zhì)的水樣50.00mL于250.0mL的錐形瓶中，加6mol·L-1HCI溶液1～2滴酸化水樣，煮沸數(shù)分鐘以除去CO2。 自然冷卻后，加入5.0mL三乙醇胺，5.0mLNH3-NH4Cl緩沖溶液，少量鉻黑T指示劑。用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色，所有實驗均設(shè)置空白實驗，重復(fù)3次。然后計算水的總硬度及平均偏差，總硬度分別以mol·L-1和(°)表示[7]。

2.4 實驗數(shù)據(jù)處理

ρCao=C(EDTA)×V(EDTA)×M(CaO)×1000/V(水樣)[7]

硬度=C(EDTA)×V(EDTA)×M(CaO)×100/V(水樣)

式中：C(EDTA)一EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度，(mol·L-1)；

V——滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V水樣-取被測水樣的體積，mL；

MCaO-氧化鈣的摩爾質(zhì)量分56 g·moL-1。

而測定結(jié)果的相對平偏差為：

表2 甘肅隴南成縣不同環(huán)境下的井水、自來水及山泉水總硬度測定值比較

3 結(jié)果與分析

如表2所示，從上述的數(shù)據(jù)中可以得出水成縣當(dāng)?shù)厮挠捕却嬖谝欢ǖ牟町悾@種差異主要來源于三種水質(zhì)所處的自然環(huán)境不同，里面所含有的Ca2+、Mg2+隨即不同。井水，山泉水，自來水的平均偏差方面RSD分別是1.97%、0.25% 和1.51%，可以看出水泉水的標(biāo)準(zhǔn)偏差最小，自來水次之，當(dāng)?shù)鼐畲蟆?表明此方法可以準(zhǔn)確地測定三種水質(zhì)的硬度，為我們生活用水的質(zhì)量優(yōu)劣提供一個科學(xué)合理的理論保障。

4 結(jié)論

總之，本實驗使用了EDTA滴定法測定了當(dāng)?shù)?種不同水質(zhì)的硬度，水樣的分析測定結(jié)果顯示：成縣當(dāng)?shù)鼐⑸饺⒆詠硭挠捕确謩e是287.88mg·L-1、171.15mg·L-1和159.94mg·L-1，三種水質(zhì)的總硬度由大到小依次是成縣當(dāng)?shù)鼐笥谏饺笥谧詠硭襌SD(n=3)分別是1.97%、0.25% 和1.51%，三種水均符合我國《生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的總硬度不大于450mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)，但是成縣飲用水中山泉水和自來水的硬度在8～18度之間，是更加優(yōu)質(zhì)的生活用水。