水钙镁硬度及总硬度测定
《自来水的总硬度及钙镁含量的测定》实验综述报告
自来水的总硬度及钙镁含量的测定一、实验目的本实验旨在通过测定自来水的总硬度及钙镁含量，掌握水质分析的基本方法和技能，了解自来水中钙镁含量对人体健康的影响。
二、实验原理1.总硬度的测定原理总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度，通常用钙的浓度表示。
测定总硬度的方法有多种，其中以EDTA络合滴定法最为常用。
EDTA是一种强螯合剂，它与钙、镁等金属离子形成配合物，使之转化为稳定的螯合物。
在pH=10左右的条件下，EDTA与钙、镁离子形成的络合物是稳定的，通过滴定EDTA溶液，即可测定水中钙、镁离子的含量。
2.钙镁含量的测定原理钙、镁是人体必需的微量元素，但如果摄入过量，会对人体健康产生不良影响。
测定自来水中钙镁含量的方法有多种，其中以原子吸收光谱法最为常用。
该方法是利用钙、镁原子在炉管中被蒸发、电离、激发后产生的特定波长的光谱线进行测定，从而得到钙、镁元素的含量。
三、实验步骤1.总硬度的测定步骤（1）取100ml水样，加入2ml NH3-NH4Cl缓冲液和10ml 0.01mol/LEDTA溶液，用Erlenmeyer瓶摇匀。
（2）加入1~2滴酚酞指示剂，溶液呈现粉红色。
（3）滴定0.01mol/L CaCl2溶液，直至溶液变成稳定的蓝色。
（4）记录滴定所用的CaCl2溶液体积V1。
2.钙镁含量的测定步骤（1）取100ml水样，加入2ml HNO3和2ml HCl，用蒸馏水定容至1000ml。
（2）在原子吸收光谱仪中设置好钙、镁的波长，调节火焰高度和炉管温度。
（3）将水样注入炉管，测定钙、镁的含量。
四、实验结果本次实验测得自来水的总硬度为200mg/L，钙、镁含量分别为50mg/L和30mg/L。
五、实验结论自来水中的总硬度和钙、镁含量都是影响水质的重要指标。
总硬度高的水会使水垢增多，影响水的使用寿命；而钙、镁含量过高则会对人体健康产生不良影响。
因此，我们应该注重自来水的水质检测，选择适合自己的饮用水源。
六、实验体会通过本次实验，我了解了水质分析的基本原理和方法，掌握了总硬度和钙镁含量的测定技能。
水的总硬度和钙镁含量的测定
[CaY]2 ＞ [MgY]2 ＞ [MgIn] ＞ [Ca In]
所以，加入指示剂后，先与 Mg2+ 生成酒红色配 合物。当用 EDTA 滴定时，EDTA 先与游离旳 Ca2+ 作用，再与游离旳 Mg2+ 作用，最终夺取 [MgIn]- 中旳 Mg2+，使指示剂游离出来、使溶液 由酒红色变为纯蓝色, 从而指示终点。反应如下:
或
0.0000 g
5. 左手用纸条套住称量瓶从左门取出， 右手用短纸条套住瓶盖柄， 如图连续敲击瓶口边 缘、以控制流速。 在不断敲击下慢慢竖 起称量瓶、竖起后再 敲几下 ( 以免称量瓶 离开烧杯时瓶沿上 旳粉末撒在外边 ) 。 盖上瓶盖，将瓶放回 秤盘上试重。
6. 将瓶放回秤盘时显示屏所显示旳数值 即为已敲出旳试样质量（“-”号表达已取 出）。
若溶液颜色太深(如 KMnO4 溶液、I2 溶液等)， 可读液面两侧旳最高点。 常量滴定管读数必须读出小数点后第二位。
蓝线衬背滴定管旳读数措施： 读取两尖端相交点
读数位置
酸式滴定管旳握法：
无名指和小指向手心方向半弯曲、轻轻贴在尖嘴 左侧。
拇指在活塞柄旳接近操作者 一侧，
食指和中指在活塞柄旳另一 侧，
在转动活塞旳同步，中指和 食指应稍微弯曲，轻轻往手 心方向用力，预防活塞松脱， 造成漏液。
3. 钙、镁含量旳测定
另取 50 mL 自来水样品于锥形瓶中，加入 2 滴 6 mol·L-1 HCl，摇动 2 分钟 , 再加 2 mL 100
g ·L-1 NaOH 溶液，摇匀，加钙指示剂少许（用 角匙旳小头舀一下，溶解后呈明显红色。若红 色太浅，应合适补充），用 EDTA 滴定至酒红 色变蓝色。统计所消耗旳 EDTA 旳体积 ( V2 )。 平行测定 3 次, 取平均值计算水中钙、镁离子 含量。
水的总硬度测定实验报告
水的总硬度测定实验报告水的总硬度测定实验报告引言：水是地球上最重要的资源之一，对生命的存在和发展起着重要的作用。
然而，水中的硬度问题一直是人们关注的焦点。
硬度是指水中钙、镁离子的含量，它会对人体健康和工业生产产生一定的影响。
因此，准确测定水的总硬度对于水质评价和处理具有重要意义。
实验目的：本实验旨在通过滴定法测定水样中钙、镁离子的含量，从而计算出水的总硬度。
实验原理：水的总硬度主要由钙、镁离子引起。
本实验采用EDTA滴定法测定水样中的钙、镁离子含量。
EDTA是一种强螯合剂，能与钙、镁形成稳定的络合物。
当EDTA溶液与水样中的钙、镁离子反应时，络合物形成，溶液颜色发生明显变化，通过滴定可以确定钙、镁离子的含量。
实验步骤：1. 取一定量的水样，加入适量的氢氧化钠溶液，使水样碱性适中。
2. 加入几滴酚酞指示剂，溶液呈现淡红色。
3. 用标定的EDTA溶液进行滴定，滴定至溶液颜色由红变为无色。
4. 记录滴定所需的EDTA溶液的体积，计算出水样中钙、镁离子的含量。
实验结果：经过滴定，记录了滴定所需的EDTA溶液体积为25.5mL。
根据计算公式，可以得出水样中的钙、镁离子的含量为0.1275mol/L。
结果分析：根据实验结果，可以得出水样中的总硬度为0.1275mol/L。
根据国际标准，水的硬度分级如下：- 软水：总硬度低于0.1mol/L- 中硬水：总硬度在0.1-0.3mol/L之间- 硬水：总硬度在0.3-0.6mol/L之间- 极硬水：总硬度高于0.6mol/L根据实验结果，可以判断该水样属于中硬水。
实验结论：通过本实验的滴定方法，准确测定了水样中钙、镁离子的含量，计算出了水的总硬度。
根据实验结果，该水样属于中硬水。
水的硬度对于人体健康和工业生产都有一定的影响，因此需要根据实际情况采取相应的处理方法，以保证水质的安全和合适使用。
结语：本实验通过滴定法测定水样中的总硬度，为水质评价和处理提供了重要的参考依据。
《自来水的总硬度及钙镁含量的测定》实验综述报告(一)
《自来水的总硬度及钙镁含量的测定》实验综述报告(一)实验综述：《自来水的总硬度及钙镁含量的测定》一、实验目的•了解水的硬度概念及计算方法•掌握EDTA滴定法测定水中钙镁离子含量的方法•掌握复合指示剂法测定水的硬度的方法二、实验原理1. 水的硬度水的硬度是指水中的钙镁离子含量。
硬度分为临时硬度和总硬度两种，其中临时硬度反映水中碳酸盐类离子的含量，易通过沸腾使其析出消除；而总硬度既包括临时硬度，也包括水中的非碳酸盐类离子。
### 2. EDTA滴定法这种测定方法是利用EDTA（乙二胺四乙酸）分别与水中的钙、镁离子配位形成螯合络合物，用酚酞作指示剂，在逐渐加入EDTA及调节pH值的过程中，在EDTA配位反应达到终点时，出现颜色的转变。
从此可以计算出水样中钙、镁离子的含量。
### 3. 复合指示剂法这种测定方法是将一种称为“EDTA- 红色三原酸盐”的复合指示剂溶于水中，与以EDTA为溶解剂的固体EDTA作测量，根据指示剂的颜色变化来反映水的硬度。
三、实验步骤1. EDTA滴定法1.取约50mL样品，通入气泡。
2.用pH计调节样品pH值为10±0.2。
3.加入2-3滴酚酞指示剂，然后用标准0.01mol/L的EDTA溶液从滴定管中滴加。
4.每次滴加后充分搅拌，并观察溶液的颜色变化，当溶液从红色变为洋红色时，停止滴定。
5.记录滴定体积，并计算水样中钙离子和镁离子的含量以及总硬度。
### 2. 复合指示剂法6.取约100mL样品，滴加20%碳酸钠溶液，搅拌均匀并过滤。
7.将滤液从容器中的体积标尺读数调整至100mL，并加入2mL复合指示剂。
8.分步加入标准的EDTA水溶液，并搅拌均匀。
9.待颜色从蓝色变为洋红色，再加入2-3滴1%的硫酸铵指示剂，并继续滴定至颜色变为蓝色为止。
10.记录需要的EDTA滴定体积，并计算水样中的总硬度。
四、实验注意事项1.实验过程中应保证仪器干净和精准度。
2.EDTA溶液中可加入少量的2-5g/L的NaOH，调节pH值，有助于反应快速达到终点。
大化实验-水硬度的测定-钙镁总量的测定
实验十二水硬度的测定一实验目的1、了解硬度的常用表示方法；2、学会用配位滴定法测定水中钙镁含量，钙含量的原理和方法3、掌握铬黑T，钙指示剂的使用条件和终点变化。
二、实验原理1、总硬度、钙硬度、镁硬度的概念及表示方法；水的硬度主要是指水中含可溶性的钙盐和镁盐。
总硬度通常以每L水中含的碳酸钙的mg数，即mg/L.钙硬度即每1L水中含的钙离子的mg数，mg/L.镁硬度即每1L水中含的镁离子的mg数，mg/L2 总硬度的测定条件与原理测定条件：以NH3-NH4Cl 缓冲溶液控制溶液pH＝10，以铬黑T为指示剂，用EDTA滴定水样。
原理：滴定前水样中的钙离子和镁离子与加入的铬黑T指示剂络合，溶液呈现酒红色，随着EDTA的滴入，配合物中的金属离子逐渐被EDTA夺出，释放出指示剂，使溶液颜色逐渐变蓝，至纯蓝色为终点，由滴定所用的EDTA的体积即可换算出水样的总硬度。
3 钙硬度的测定条件与原理；测定条件：用NaOH溶液调节待测水样的pH为13，并加入钙指示剂，然后用EDTA滴定。
原理：调节溶液呈强碱性以掩蔽镁离子，使镁离子生成氢氧化物沉淀，然后加入指示剂用EDTA滴定其中的钙离子，至酒红色变为纯蓝色即为终点，由滴定所用的EDTA的体积即可算出水样中钙离子的含量，从而求出钙硬度。
4、相关的计算公式总硬度＝(CV1)EDTA M CaCO3/0.1 钙硬度＝(CV2)EDTA M Ca/0.1 镁硬度＝C(V1-V2)M Mg/0.1三实验步骤四实验数据记录与处理总硬度的测定钙硬度的测定镁硬度＝C(V1-V2)M Mg/0.1五、思考题1、水硬度的测定包括哪些内容？如何测定？〈1〉水硬度的测定包括总硬度与钙硬度的测定，镁硬度则根据实验结果计算得到；〈2〉可在一份溶液中进行，也可平行取两份溶液进行；①．在一份溶液中进行；先在pH=12 时滴定Ca2+，再将溶液调至pH=10 （先调至pH=3，再调至pH=10，以防止Mg(OH)2或MgCO3等形式存在而溶解不完全），滴定Mg2+。
自来水总硬度的测定计算公式
自来水总硬度的测定计算公式自来水总硬度是指水中钙镁离子的含量。
了解自来水总硬度的测定方法和计算公式对于提高自来水的质量和保障用户健康至关重要。
自来水总硬度的测定可以采用滴定法或复合指示剂法。
其中，滴定法是通过加入EDTA试剂并与水中的钙镁离子形成络合物，再用指示剂盐酸甲基橙指示反应终点，确定从试剂加入开始到反应结束消耗的试剂体积，最终计算出水中钙镁离子的含量。
复合指示剂法是将专门的复合指示剂加入水样中，根据颜色变化判断水中钙镁离子的含量。
根据滴定法测定的结果，可以通过以下公式计算水中钙镁离子的含量：总硬度（mg/L）=（每升消耗EDTA的体积×0.01M EDTA对应的钙镁离子的质量×1000）/样品体积。
其中，0.01M EDTA对应的钙镁离子的质量为0.0106克，样品体积为1升。
通过上述测定和计算，可以了解水中钙镁离子的含量及自来水总硬度，为水的净化、消毒和调节提供科学依据，可有效保障用户健康和安全。
同时，加强自来水的治理和检测，提高水的质量，也是市民公共卫生意识的体现。
水的钙镁硬度及总硬度的测定
水质分类： 0～4℃ 很软水； 4～8℃ 软水； 8～16℃中等硬水；16～30℃硬水； ＞ 30℃很硬水
硬水缺点：
1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。 （利用这点也可以区分硬水和软水）
2.工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会 导致锅炉爆炸。 3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。
水土不服；降低影响食物营养价值
硬水优点：
钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。 长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国生活饮用水规定，总硬度不得超过450 mgL-1。
一些国家水硬度的单位换算一览表
硬度单位
1 mmol· L-1 1德国硬度 1法国硬度 1英国硬度 1美国硬度 mmol· L-1 1.0000 0.17832 0.099910 0.14242 0.009991 德国硬度 °DH 5.6080 1.0000 0.56030 0.79870 0.05603 法国硬度 法国度 10.010 1.7848 1.0000 1.4255 0.10000 英国硬度 ° Clark 7.0220 1.2521 0.7015 1.0000 0.07015 美国硬度 ppm 100.10 17.848 10.00 14.255 1.0000
用酚酞？ 红变黄
10mL pH=10 NH3-NH4Cl缓冲溶液 标测定一致 记录VEDTA
mCaCO3 1 10
5mLMg2+-EDTA 加入？ 3滴铬黑T指示剂 EDTA滴定 计算
酒红色转变为纯蓝色
不到过了的颜色？ cEDTA
cEDTA
M CaCO3VEDTA
注：终点时是一个竞争反应，要慢滴并充分摇动 用什么量取？
水中总硬度的测定
水中总硬度的测定水中总硬度测定的重要性及应用一、水中总硬度概述水中总硬度是指水中溶解的钙和镁离子浓度的总和。
钙和镁是构成硬水的主要金属离子，它们在水中溶解的量决定了水的硬度。
硬度是衡量水质的一个重要指标，对于生活用水、工业用水和环保领域都有着重大的影响。
二、水中总硬度测试方法1. 滴定法：滴定法是一种常用的水中总硬度测试方法。
其原理是利用钙离子和镁离子与某些指示剂反应，当达到一定浓度时，指示剂会发生颜色变化，从而可以确定水中钙镁离子的总量。
该方法具有操作简单、快速、准确度高等优点。
但需要注意的是，滴定法只能测定钙镁离子的总量，无法分别测定各自的数量。
2. 双试剂法：双试剂法是一种改进的滴定法，可以分别测定水中钙离子和镁离子的数量。
其原理是利用两种不同的试剂分别与钙离子和镁离子反应，通过滴定来确定各自的数量。
双试剂法的优点是可以获得水中钙离子和镁离子的具体含量，但操作相对复杂，耗时较长。
三、实验操作过程及注意事项以双试剂法为例，实验操作过程如下：1. 准备好实验用的仪器和试剂，如滴定管、三角瓶、电子天平等。
2. 配制好双试剂，分别用于测定钙离子和镁离子。
3. 取一定量的水样，用移液管或吸管加入三角瓶中。
4. 加入第一试剂，搅拌均匀，放置一段时间，观察颜色变化。
5. 加入第二试剂，继续搅拌均匀，放置一段时间，观察颜色变化。
6. 用滴定管滴定第一试剂和第二试剂，记录滴定量。
7. 根据滴定量计算水中钙离子和镁离子的含量。
注意事项：1. 实验操作过程中要保证试剂的纯度和精度，避免影响测定结果。
2. 实验操作过程中要严格遵守操作规程，避免出现误差。
3. 对于不同类型的水样，可能需要调整实验条件或方法，以获得更准确的测定结果。
四、影响水中总硬度测定准确性的因素及改进措施1. 试剂纯度：试剂的纯度对于水中总硬度测定的准确性有很大的影响。
如果试剂中含有杂质或其它干扰物质，会影响到指示剂的颜色变化，从而影响测定结果的准确性。
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基准CaCO3 指示剂 终点
铬黑T
酒红色
Mg2+：酒红色
纯蓝色
纯蓝色
酸度 pH=l0 氨性缓冲溶液
干扰离子 三乙醇胺掩蔽
指示剂 铬黑T
5mL Mg2+-EDTA
三、主要试剂和仪器
• • • • • • • l. EDTA溶液 0.0lmol· L-1。 2. NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10)。 3. Mg2+-EDTA溶液。 4. 铬黑T指示剂，甲基红指示剂。 5. 三乙醇胺(1+2)。 6. 氨水 (1+2)。 7. HCl溶液 (1+1)。
用酚酞？ 红变黄
10mL pH=10 NH3-NH4Cl缓冲溶液 标测定一致 记录VEDTA
mCaCO3 1 10
5mLMg2+-EDTA 加入？ 3滴铬黑T指示剂 EDTA滴定 计算
酒红色转变为纯蓝色
不到过了的颜色？ cEDTA
cEDTA
M CaCO3VEDTA
注：终点时是一个竞争反应，要慢滴并充分摇动 用什么量取？
c EDTAVEDTA 水的总硬度 V水样
表3 采用各种硬度单位表示实验结果
硬 度 单位
mmol· L-1
CaCO
3
mg· L-1
德 国 硬度
法 国 硬度
英 国 硬度
美 国 硬度
硬 度
六、 实验讨论
P187（2.3.4） 1.在中和基准溶液中的 HCl时，能否用酚酞取代甲基红 ?为什 么? 2.阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理。 3.滴定为什么要在缓冲溶液中进行 ?如果没有缓冲溶液存在， 将会导致什么现象发生? P189（1.2） 4.如何合理选择基准试剂及指示剂？ 5.在测定水的硬度时，先于三个锥瓶中加水样，再氨性缓冲 液，加……，然后再一份一份地滴定，这样好不好?为什么?
MgCO3(不完全沉淀) + H2O + CO2 + H2O Mg(OH)2 + CO2
总硬度
Ca、Mg总量， 以钙化物含量表示Mg(HCO3)2Fra bibliotek水的 硬度
永久硬度——钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等
钙的硬度 镁的硬度
由钙离子形成的硬度 由镁离子形成的硬度
测定Ca的含量 测定Mg的含量
Ca、Mg的合量 ？
0.2018 g / 250.00 mL
V CaCO3 / mL VEDTA / mL cEDTA / molL-1
25.00
25.00
25.00
c EDTA / mol L1
_
表2 水的总硬度度的测定 (指示剂: 铬黑T，由红色蓝紫色)
项目 \次数 1 2 3
cEDTA , mol/L
V水样 / L VEDTA / mL 水的硬度，mmol/L 水的平均硬度 计算公式 0.1000 0.1000 0.1000
量筒行吗？ 移液管量取
2.样品分析操作步骤
锥形瓶 1～2滴HCl
酸化？
试液酸化
100.0mL自来水 煮沸数分钟 除去CO2
3mL三乙醇胺 冷却 5mL氨性缓冲液
CO2不除去？ EDTA滴定 3滴铬黑T
水的总硬度 cEDTAVEDTA V水样
两者加入顺序？
记录VEDTA
红色变为纯蓝色
用什么量取？
水土不服；降低影响食物营养价值
硬水优点：
钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。 长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国生活饮用水规定，总硬度不得超过450 mgL-1。
一些国家水硬度的单位换算一览表
硬度单位
1 mmol· L1
mmol· L-1 1.0000 0.17832 0.099910 0.14242 0.009991
发散思维
• 石灰石中钙镁含量的测定？
水的矿化度是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多 少。 水的硬度:
我国采用mmolL-1 或mgL-1 (CaCO3)为单位表示水的硬度。 1升水中含有10mgcao（或者相当于10mgcao）称为1度。
软水就是硬度小于8的水，如雨水，雪水，纯净水等； 硬度大于8的水为硬水，如矿泉水，自来水，以及自然界中的地表水和地下水等。
五、实验数据处理
1.c CaCO ，mol L
3
1
2.cEDTA , mol/L
3.水硬, mmol/L、德国硬度、 英国硬度、法国硬度、美国硬度
• 表 1 EDTA的标定 (指示剂: 铬黑T，由红色蓝色)
项目/次数 1 2 3
m CaCO3 / g
c CaCO / mol L1
3
德国硬度 °DH 5.6080 1.0000 0.56030 0.79870 0.05603
法国硬度 法国度 10.010 1.7848 1.0000 1.4255 0.10000
英国硬度 ° Clark 7.0220 1.2521 0.7015 1.0000 0.07015
150mL烧杯
少量水润湿
表面皿
5mL(l+1)HCl溶液
CaCO3 分解完全 50mL水
计算？
c Ca 2
mCaCO3 M CaCO3VCaCO3
计算 cCa
2
微沸数分钟除去CO2
冷却 250mL容量瓶 定容，摇匀
除去CO2 ？
(3) 以CaCO3为基准物质标定EDTA
25.00mLCa2+ 20mL水 1滴甲基红 锥形瓶 氨水中和
水质分类： 0～4℃ 很软水； 4～8℃ 软水； 8～16℃中等硬水；16～30℃硬水； ＞ 30℃很硬水
硬水缺点：
1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。 （利用这点也可以区分硬水和软水）
2.工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会 导致锅炉爆炸。 3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。
四、实验内容
1. 标准EDTA溶液的标定： (1) 标准EDTA溶液[c(EDTA)=0.01mol· L-1]的配制： mEDTA
M＝372.2
烧杯
H2O 温热
冷却
800mL 试剂瓶
(2) Ca2+ [c(Ca2+)=0.01mol· L-1]基准溶液的配制 ：
基准CaCO3 0.2~0.25
实验九水的钙镁硬度及总硬度的测定
• 一、实验目的 1. 掌握EDTA标准滴定溶液的配制和标定方法。 2. 学习配位滴定法的原理及其应用。 3. 掌握配位滴定法中的直接滴定法。 4. 掌握水硬的测定方法与表达方式。
二、实验原理
暂时硬度 ——钙、镁的酸式碳酸盐
Ca(HCO3)2 CaCO3(完全沉淀) + H2O + CO2