天然水总硬度的测定
水的硬度实验测定水中的硬度
水的硬度实验测定水中的硬度水的硬度是指水中溶解了碳酸钙和镁离子的含量，一般用水中的钙离子和镁离子含量来表示。
水的硬度分为临界硬度、中等硬度和硬度三种。
测定水中的硬度可以通过多种实验方法，其中一种较常用的是滴定法。
滴定法是一种定量分析的方法，通过添加一种试剂来与待测物反应，从而测定待测物的含量。
对于水中的硬度实验，可以使用酸碱滴定法。
首先，需要用酸将水中的钙离子和镁离子转化为对应的钙盐和镁盐，然后再使用碱滴定试剂滴定，直到溶液中的钙离子和镁离子完全与滴定试剂反应。
在硬度实验中，常用的酸包括硫酸和盐酸，而碱包括乙二胺四乙酸（EDTA）和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na2）。
硫酸和盐酸的选择主要根据待测水样的pH值，以保证反应能够顺利进行。
而EDTA和EDTA-Na2则是常用的可溶于水的滴定剂，用于与水样中的钙离子和镁离子反应。
在实验中，首先需要将待测水样加热至沸腾，将水样中的气溶胶去除，然后加入少量的碱性指示剂。
该指示剂在溶液中可呈现一种颜色，当溶液中的钙离子和镁离子被完全滴定时，其颜色会发生明显的变化，从而指示滴定反应的终点。
接下来，利用滴定管滴加滴定剂，同时观察溶液的颜色变化。
当溶液颜色发生明显变化时，停止滴加滴定剂，并记录所滴加的滴定剂体积。
通过计算滴加滴定剂所消耗的体积，可以计算出水样中的硬度。
需要注意的是，在使用滴定法测定水样硬度时，实验操作要小心谨慎。
尤其是在滴定剂的使用和滴定过程中，需要控制滴定速度和停滴时机，以确保实验结果的准确性。
此外，实验器材需要干净，以避免实验过程中的干扰和污染。
除了酸碱滴定法外，还有其他测定水样硬度的方法，如复合指示剂法和钼酸盐法。
这些方法的理论基础和实验操作与滴定法类似，但具体的化学反应和测定步骤有所差别。
根据实验要求和设备条件，选择适合的测定方法进行实验。
总体而言，水的硬度实验是一项重要的水质分析实验，用于测定水中的钙离子和镁离子含量。
选择合适的滴定剂和指示剂，进行仔细、准确地滴定操作，可以得到较为准确的结果。
生活饮用水水质检测 水硬度及测定方法
（3）根据EDTA标准溶液浓度和用量求得Ca2+含量，计算 可得水钙硬度。
计算公式如下：
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钙硬度计算公式：
式中： • CEDTA ——EDTA标准溶液的浓度 (mmol/L)； • VEDTA ——消耗EDTA标准溶液的体积（mL）； • V水 ——水样的体积（mL）。
• 根据EDTA标准溶液浓度和用量求得Ca2+、Mg2+总量，即总硬度。
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式中： • CEDTA ——EDTA标准溶液的浓度 (mmol/L)； • VEDTA ——消耗EDTA标准溶液的体积（mL）； • V水 ——水样的体积（mL）。
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8.钙硬度测定方法
（1）向水样中加入NaOH使其pH值=12，则水中Mg2+形成 Mg(OH)2 沉淀;
3.5110 1.2521 0.7015 1.0000 0.0702
50.050 17.848 10.000 14.255 1.0000
8
水硬度等级
很软水 软水
中硬水 硬水
很硬水
6.水硬度分级
表3 水硬度分级一览表 水硬度
（以CaCO3，mg/L计） ＜75
75～150 150～300 300～450
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9.镁硬度测定方法
（1）先分别测定试样的总硬度和钙硬度; （2）用Ca2+、Mg2+总量与Ca2+总的含量之差，即可计算出
Mg2+的含量。 （3）镁硬度（mmol/L）=总硬度 − 钙硬度。
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＞450
水硬度 （以德国度计）
＜4.2 4.2～8.4 8.4～16.8 16.8～25.2 ＞25.2
天然水总硬度的测定
西北大学基础化学实验
二、实验步骤
1. EDTA溶液的标定：移取Ca2+ 标准溶液25.00 mL于锥形瓶中，加入15 mL NH3-NH4Cl缓冲溶 液、5滴K-B指示剂，用EDTA滴定至酒红色变为 纯蓝色即为终点。(平行三份) 2. 水样总硬度的测定：用100 mL量筒取水样100 mL于锥形瓶中，依次加入3 mL三乙醇胺、5 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液、8滴Na2S溶液、5滴K-B指 示剂，用EDTA滴定至酒红色变为纯蓝色即为终 点。(平行三份)
MCaO = 56.08 g·mol-1
西北大学基础化学实验
天然水总硬度的测定
西北大学基础化学实验
一、主要试剂 二、实验步骤 三、结果表示 四、有关常数
0.005 mol·L-1 EDTA溶液：称取0.7 g EDTA， 溶于H2O → 400 mL，再加入10滴MgCl2。 2. Ca2+标准溶液：减量法准确称取0.12～0.15 g 基准CaCO3于100 mL烧杯中，用H2O润湿，加2 mL 1:1 HCl溶解后，加30 mL水，煮沸2-3分钟， 冷却，转移到250 mL容量瓶中定容。
西北大学基础化学实验
三、结果表示
以CaO mg·L-1表示，保留三位有效数字。 计算公式：
c EDTA = mCaCO3 ×1000 M CaCO3 ×10 × V EDTA
c EDTA × V EDTA × M CaO × 1000 水硬度 = 100
西北大学基础化学实验
四、有关常数
M CaCO 3 = 100.09 g·mol-1
总硬度及钙镁含量测定
实验十一水的总硬度及钙镁含量测定（3学时）一、实验目的1.了解水的硬度的表示方法。
2.通过钙、镁含量的测定，学习配位滴定法，掌握EDTA法测定钙、镁含量的原理和操作技术。
3.掌握铬黑T和钙指示剂的应用条件和终点颜色变化。
二、实验原理天然水的硬度主要由Ca2＋、Mg2＋组成。
水的硬度的表示方法很多，但常用的有两种：一是用“德国度(°H G)”表示，这种方法是将水中的Ca2＋、Mg2＋折合为CaO来计算，每升水含10mg就称为1德国度。
另一种方法是用“mgCaCO3／L”表示，它是将每升水中所含的Ca2＋、Mg2＋都折合成CaCO3的毫克数，这种表示方法美国使用较多。
天然水按硬度的大小可以分为以下几类：0～4°H G叫极软水，4～8°H G叫软水，8～16°H G 叫中等软水，16～30°H G叫硬水，30°H G以上叫极硬水。
用EDTA法测定Ca2＋、Mg2＋含量的方法是，先测定Ca2＋、Mg2＋的总量，再测定Ca2＋的含量，然后由测定Ca2＋、Mg2＋总量时消耗EDTA的体积减去测定Ca2＋含量时消耗EDTA 的体积而求得Mg2＋的含量。
Ca2＋、Mg2＋总量的测定：在pH＝10的氨性缓冲溶液中，加入少量铬黑T指示剂，然后用EDTA标准溶液滴定。
由于铬黑T和EDTA都能与Ca2＋、Mg2＋生成配合物，其稳定次序为：CaY2－＞MgY2－＞MgIn－＞CaIn－，因此加入铬黑T后，它首先与Mg2＋结合，生成酒红色配合物，当滴入EDTA时，EDTA则先与游离的Ca2＋配位，其次与游离的Mg2＋配位，最后夺取铬黑T配合物中的Mg2＋，使铬黑T游离出来，终点溶液由酒红色变为纯蓝色。
Ca2＋含量的测定：另取等体积的水样，调节pH＝12，加少量钙指示剂，然后用EDTA 滴定，这时Mg2＋以Mg(OH)2沉淀析出，不干扰Ca2＋的测定，终点时溶液由红色变为纯蓝色。
实验八天然水总硬度的测定
实验八 天然水总硬度的测定 一．实验目的 1.了解水的硬度的测定意义和常用的硬度表示方法。
2.掌握EDTA 法测定水的硬度的原理和方法。
二．实验原理 水的硬度的测定可分为水的总硬度和钙镁硬度的测定两种，前者是测定Ca 、Mg 总量，以钙化合物含量表示，后者是分别测定Ca 和Mg 的含量。
世界各国有不同表示水的硬度的方法。
德国硬度（。
d ）是每度相当于1升水中含有10mg CaO ；法国硬度 （。
f ）每度相当于1升水中含有10mg CaCO 3 ; 英国硬度 （。
e ）是每度相当于0.7升水中含有10mg CaCO 3 ；美国硬度是每度等于法国硬度的十分之一。
我国采用德国硬度单位制。
本实验是采用EDTA 络合滴定法测定水的总硬度。
在pH=10的缓冲溶液中，用钙指示剂。
为了提高滴定终点的敏锐性，氨缓冲溶液可加入一定量Mg-EDTA ，由于Mg-EBT 的稳定性大于Ca-EBT 的稳定性，故终点明显。
计算水的硬度可用下面公式：水的总硬度（。
d ）=三．实验试剂1.EDTA 溶液 0.01mol/L2.氨性缓冲溶液 pH ≈103.HCl(1+1)4.10%NaOH 溶液四．实验步骤水样分析取100mL 自来水于250mL 锥形瓶中，加入1～2滴HCl 使试液酸化。
煮沸数分钟以除去CO 2。
冷却后，加入5mL 氨性缓冲溶液，约10mg 钙指示剂，用EDTA 标准溶液滴定至由酒红色变为蓝色，即为终点。
平行测定三份，计算水样的总硬度，以德国硬度（。
d ）表示结果。
五．实验数据C （EDTA ）V(EDTA)M(CaO)/10水样体积（L ）水的总硬度（。
d ）=水的总硬度（。
d ）1= =4.193水的总硬度（。
d ）2= =4.173水的总硬度（。
d ）3= =4.143水的总硬度（。
─d ）= 4.170相对平均偏差d r =x d d d 3/|)||||(|321++×100%=170.43/)027.0003.0023.0(++×100%=0.42%六．思考题1.测定水的硬度时，介质中的Mg-EDTA 盐的作用是什么？对测定结果有无影响 答：由于Mg-EBT 的稳定性大于Ca-EBT 的稳定性，氨缓冲溶液可加入一定量Mg-EDTA ，可以提高滴定终点的敏锐性，使终点明显。
水的硬度及水的硬度测试方法
什么是水的硬度?如何测试水的硬度？（1）水的硬度定义：最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。
水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称永久硬度）。
水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。
如在天然水中最常见的金属离子是钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+），它与水中的阴离子如碳酸根离子（CO32-）、碳酸氢根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO42-）、氯离子（Cl-）、以及硝酸根离子（NO3-）等结合在一起，形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。
水中的铁、锰等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。
因此，通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。
水的硬度对锅炉用水的影响很大。
因此，应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。
（2）水的硬度分类：分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。
碳酸盐硬度：主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。
碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故亦称为暂时硬度。
非碳酸盐硬度：主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。
这类硬度不能用加热分解的方法除去，故也称为永久硬度，如Ca（SO4）2、Mg（SO4）2、CaCl2、Mg Cl2、Ca(NO3)2、Mg NO3)2等。
碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度；水中Ca2+的含量称为钙硬度；水中Mg2+的含量称为镁硬度；当水的总硬度小于总碱度时，它们之差，称为负硬度。
水的总硬度的测定doc
水的总硬度的测定doc生活饮用水检测总硬度如何测定?水的硬度原系指沉淀肥皂的程度，使肥皂沉淀的原因主要是由于水中的钙、镁离子，此外，铁、铝、镒、飙及锌也有同样的作用。
用乙二胺四乙酸二钠滴定法测定生活饮用水及其水源水的总硬度，本法最低检测质量0.05mg,若取50mL水样测定，则最低检测质量浓度为1.0mg/L。
总硬度可将上述各离子的浓度相加进行计算，此法准确，但比较繁琐，而且在一般情况下钙、镁离子以外的其他金属离子的浓度都很低，所以多采用乙二胺四乙酸二钠滴定法测定钙、镁离子的总量，并经过换算，以每升水中碳酸钙的质量表示。
本法主要干扰元素铁、镒、铝、铜、镣、钻等金属离子能使指示剂褪色或终点不明显。
硫化钠及氤化钾可隐蔽重金属的干扰，盐酸羟胺可使高铁离子及高价镒离子还原为低价离子而消除其干扰。
由于钙离子与铭黑T指示剂在滴定到达终点时的反应不能呈现出明显的颜色转变，所以当水样中镁含量很少时，需要加入已知量的镁盐，使滴定终点颜色转变清晰，在计算结果时，再减去加入的镁盐量，或者在缓冲溶液中加入少量MgEDTA,以保证明显的终点。
生活饮用水检测总硬度测定原理水样中的钙、镁离子与铭黑T指示剂形成紫红色螯合物，这些螯合物的不稳定常数大于乙二胺四乙酸钙和镁螯合物的不稳定常数。
当ph=10时，乙二胺四乙酸二钠先与钙离子，再与镁离子形成螯合物，滴定至终点时，溶液呈现出铭黑T指示剂的纯蓝色。
生活饮用水检测总硬度测定所需试剂1)缓冲溶液(ph=10)，称取16.9g氯化铉，溶于143mL氨水中;2)硫化钠溶液(50g/L)：称取5.0g.硫化钠溶于纯水中，并稀释至100mL;3)盐酸羟胺溶液(10g/D：称取1.0g盐酸羟胺),溶于纯水中，并稀释至100mL;4)割化钾溶液(100g/L)：称取10.0g氤化钾溶于纯水中，并稀释至100mL;5)Na2EDTA标准溶液:称取3.72g乙二胺四乙酸二钠溶解于1000mL纯水中，按1)-2)标定其准确浓度;6)铭黑T指示剂：称取0.5g馅黑T用乙醇溶解，并稀释至100mL。
总硬度的测定操作规程
总硬度的测定6.1 高硬度－配位滴定法6.1.1 适用范围方法适用于天然水、循环冷却水、炭黑水总硬度的测定，测定范围：(0.1～5.0)mmol/L。
硬度超过5.0mmol/L时，可适量减少取样体积后测定。
6.1.2 分析原理在pH＝10的氨—氯化铵缓冲溶液中，当加入少许铬黑T（以HIn2-表示）指示剂时，水样中的Ca2+、Mg2+与HIn2-反应生成了酒红色的配位化合物：用EDTA（以H2Y2-表示）标准溶液滴定上述溶液时，水样中的Ca2+、Mg2+便与EDTA发生如下配位反应：当用EDTA标准溶液滴定至化学计量点时，由于CaIn-和MgIn-的稳定性低于CaY2-和MgY2-，故很容易发生下述置换—配位反应：亦即酒红色的配合物完全解离出指示剂，溶液呈现指示剂的纯蓝色，从而指示滴定终点的到来。
根据消耗EDTA标准溶液的体积及相应的浓度，便可计算出水样的硬度。
6.1.3 试剂和仪器6.1.3.1 试剂（1）EDTA标准滴定溶液：C(EDTA)＝0.02mol/L 。
（2）铬黑T指示剂a 固态指示剂：称取1g铬黑T与100g干燥的氯化钠于研钵中混均研细，贮存于棕色磨口瓶中，密封保存（三月内有效）。
b 液态指示剂：称取0.5g铬黑T和4.5g盐酸羟胺（防止铬黑T被氧化）溶于100mL95％乙醇中，贮于棕色瓶中（一月有效）。
（3）氨—氯化铵缓冲溶液（pH＝10）:称取54g氯化铵，溶于适量水中，加入浓氨水350mL，用水稀释至1000mL。
或者称取26.7g氯化铵，溶于适量水中，加入浓氨水36mL，用水稀释至1000mL。
（4）三乙醇胺：(1＋2 )水溶液。
6.1.3.2 仪器：四氟乙烯考克酸式滴定管（25mL）。
6.1.4 分析步骤取100mL水样于250mL锥形瓶中，加入10mL氨－氯化铵缓冲溶液和2mL三乙醇胺和适量铬黑T指示剂2～3滴溶液（或0.1g粉末），在不断摇动下，用0.02mol/LEDTA 标准滴定溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。
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2．钙硬的测定
用移液管吸取100mL自来水样置于250mL锥 形瓶中，加入2mL 6mol· NaOH和少许 L-1 钙指示剂，摇动锥形瓶，使指示剂溶解， 溶液呈明显的红色。用标准EDTA溶液滴定 到红色变为蓝色即为终点。
Байду номын сангаас、注意事项
EDTA标准溶液配制时应加入少量 的镁盐，以提高终点变色的敏锐 性。 • 三乙醇胺必须在pH＜4时加入， 然后在调节pH至滴定酸度。 • 若有CO2或CO32-存在会和Ca2+ 结合生成CaCO3沉淀，使终点拖 后，变色不敏锐。故应在滴定前 将溶液酸化并煮沸一除去CO2。 但HCl不宜多加，以免影响滴定 时溶液的pH。
分析化学实验
天然水总硬度的测定
一、实验目的 三、试剂及仪器 五、注意事项 二、实验原理 四、实验步骤 六、数据处理
七、思考题
一、实验目的
• 掌握络合滴定的原理与特点；
• 巩固络合滴定法中金属指示剂的变色
二、实验原理
• 水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙、 镁硬度的测定两种。总硬度的测定是滴定Ca、Mg总
六、数据处理
• 天然水总硬度的测定
cV 5 6 .0 8 0 .1 cV 5 6 .0 8 0 .1 1 0
总硬度
mg L
1
数据处理
数据 I II III
V水（mL）
VEDTA（mL）
mg/L(CaCO3)
平均mg/L(CaCO3)
硬度（）
硬度 ） （
相对偏差% 平均相对偏差%
2．钙硬的测定
1
项目 水样体积
2
3
滴定管终读数
滴定管初读数 EDTA标液体积 Ca2+含量(mg/L) Ca2+平均含量(mg/L) 相对偏差 相对平均偏差
七、思考题
• 1.用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子 的存在有干扰?如何消除? • 2.配位滴定与酸碱滴定法相比，有哪些 不同点?操作中应注意哪些问题? • 3.在该实验中，为什么基准物是采用一 次称样，分取试液滴定的操作？能否分 别称样来进行滴定分析？ • 4.什么叫做水的硬度？常用哪几种方法
三、试剂及仪器
• 试剂：0.02mol•L-1 EDTA溶液、碳 酸钙、盐酸(1+1)、20%氢氧化钠、 K-B指示剂、氨性缓冲溶液、2%
Na2S溶液、20%三乙醇胺。
试剂及仪器
• 仪器：分析天平、台秤、细口瓶、干 燥器、称量瓶、电炉、烧杯、玻璃棒、 表面皿、酸式滴定管、容量瓶、移液 管、洗瓶。
。 25 C 1000mL
四、实验步骤
天然水总硬度的测定
取适量的水样（一般取500～1000mL）(用什么量取?),用 移液管吸取100.00mL自来水样置于250mL锥形瓶中， 加入 1～2滴HCl（1+1）溶液使之酸化。煮沸数分钟，以除去 CO2。冷却后加入3mL三乙醇胺溶液，5mL氨性缓冲溶液， 1mLNa2S溶液及2～3滴铬黑T指示剂，用EDTA标液滴定至 溶液由酒红色变为蓝紫色，即为终点。平行测定三份。计 算水的总硬度，以度（o）和mg/L(CaCO3)表示分析结果。
量，并以Ca进行计算。后一种是分别测定Ca和Mg
的含量。 • 世界各国对水的硬度表示方法不同。德国硬度是水
硬度表示比较早的一种方法，它以度（o）为计，它
表示是十万份水中含有一份CaO，即1L水中含有 10mgCaO时为1o，我们采用此法。
• 测定钙硬时，用NaOH调节溶液pH值为12～13， 使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2，白色沉淀，以钙 指示剂为指示剂，指示剂与钙离子形成红色的络 合物，滴入EDTA时，钙离子逐步被络合，当接近 化学计量点时，已与指示剂络合的钙离子被EDTA 夺出，释放出指示剂，此时溶液为蓝色。 • 测定钙镁总硬时，在pH=10的缓冲溶液中，以铬 黑T为指示剂，指示剂与钙、镁离子形成酒红色的 络合物，指示剂被EDTA从络合物中取代出来，至 终点即恢复指示剂本身的天蓝色。
来表示水的硬度？