水硬度及测定方法

水硬度及测定

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，随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、锌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。

一．锅炉水垢类别：

锅炉的给水和锅水的组成、性质以及生成水垢的具体条件不同，使水垢在成分上有很大的差别。如按其化学组成，水垢可以分为下列几种，其特性和结垢的部位简述如下：

1、碳酸盐水垢碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主，也有少量的碳酸镁。

其特性按其生成条件不同。有坚硬性的硬垢；也有疏松海绵状的软垢。此类水垢具有多孔性。比较容易清除：

它常在锅炉水循环较嘎的部位和给水的进口处结生。

2、硫酸盐水垢硫酸盐水垢的主要成分是硫酸钙。它的特性是特别坚硬和致密。它常沉积在锅炉内温度最高。蒸发率最大的蒸发面上。

3、硅酸盐水垢硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石(5CaO·5Si0

2·H

2

O)或镁

橄榄石(MgO．SiO

2

》：另一种是软质的硅酸镁。主要成分是蛇纹石

(3MgO·2SiO

2·2H

2

O)：一般二氧化硅的含量都在20％以上。

它的特性是非常坚硬，导热性非常小，它常常容易在锅炉温度高的蒸发面上沉积。

4、混合水垢混合水垢是由钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及铁铝氧化物等组成，很难指出其中哪一种是最主要的成分。主要是由于使用不同成分的水质生成的。

5、含油水垢硬度比较小的给水中混入油脂后，就会结成含油的水垢。含油水垢色黑，比较疏松，一般含泊量5i4以上。常沉积在锅炉内温度最高的部位上。由于含油水垢很难清除，因此对锅炉的危害非常大。

6、泥垢(水渣) 泥垢是在炉水中富有流动性的固形。含有CaCO3，Mg(OH)

2

，

MgCO

3，3MgO·2SiO

2

·2H

2

O，Ca

3

(PO

4

)

2

，Mg

3

(PO

4

)

4

，Fe

2

O

3

，Fe

3

O

4

和有机物等。当泥

垢含量较大时，很容易粘附在锅炉蒸发面上，形成难以用水冲掉的再生水垢。还有由于排污不好，很容易沉积在锅筒底部、集箱两端。

二. 硬度度的测定方法（EDTA滴定法）高硬度

本标准适用于天然水、冷却水水样硬度的测定

1.概述

在pH为10.0±0.1的水溶液中，用铬黑T作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐（简称EDTA）标准溶液滴定至蓝色为终点。根据消耗EDTA的体积，即可算出硬度值。

为提高终点指示的灵敏度，可在缓冲溶液中加入一定量的EDTA二钠镁盐。如果用酸性铬蓝K作批示剂，可不加EDTA二钠镁盐。

铁大于2mg、铝大于2mg、铜大于0.01mg、锰大于0.1mg对测定有干扰，可在加指示剂前用功ml 1%L-半胱胺酸盐酸盐溶液和2ml三乙醇胺溶液（1+4）进行联合掩蔽消除干扰。

2. 试剂

2.1 钙标准溶液（1ml含0.01mmol/Lca2+）：称取于110℃烘1h的基准碳酸钙（CaCO

3

）1.0009g，溶于15ml盐酸溶液（1+4）中，以Ⅱ级试剂水稀释至1L。

2.2 氨-氯化铵缓冲溶液：称取67.5氯化铵，溶于570ml浓氨水中，加入1gEDTA 二钠镁盐，并用Ⅱ级试剂水稀释至1L。

2.3 0.5%铬黑T指示剂（乙醇溶液）：称取4.5g盐酸羟胺，加18ml水溶解，另在研钵中加0.5g铬黑T磨匀，混合后，用95%乙醇溶定容至100ml，贮存于棕色滴瓶中备用。使用期不应超过一个月。

2.4 5%氢氧化馀溶液。

2.5 盐酸溶液（1+4）

2.6 EDTA标准溶液（1ml相当于0.01mmol/L硬度）的配制：称取4gEDTA，溶于一定量的Ⅱ级试剂水中，用以Ⅱ级试剂水稀释至1L，贮存于塑料瓶中。

三. 分析步骤：

1. 适应于硬度大于0.25毫摩尔/升的水样

a、量取100ml透明水样注入250ml锥形瓶中。如果水样混浊，

取样前应过滤。

注：水样酸性或碱性很高时，可用5%氢氧化钠溶液或盐酸溶液（1+4）

中和后再加缓冲溶液。

b、加入5ml氨缓冲液和4-2滴铬黑T指示剂。

注：碳酸盐硬度较高的水样，在加入缓冲溶液前应先稀释或先加入

所需EDTA标准溶液量的80%~90%（记入滴定体积内），否则缓冲溶液

加入后，碳酸盐硬度析出，终点拖长。

c、在不断摇动下用EDTA标准溶液滴至由酒红色变为蓝色即为终

点，记录EDTA溶液消耗的体积。（全过程应于5min内完成，

温度不应低于15℃。）

d、另取100mlⅡ级试剂水，作空白试验。

2. 计算

水样中的硬度X（mmol/L）按下式计算：

X=（a-b）×T×1000/V

式中：a ----滴定水样消耗EDTA标准溶液的体积，ml;

b----滴定空白溶液消耗EDTA标准溶液的体积，ml；

T----EDTA标准溶液对钙硬度的滴定度，mmol/L；

V----水样体积，ml。

四. 硬度的测定低硬度

本方法适用于软化水、H型阳离子交换器出水、锅炉给水、凝结水水样的测定。

1. 方法概要

在pH为10±0.1的水溶液中，用酸性铬蓝K作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐（简称EDTA）标准溶液滴定至蓝色为终点。根据消耗EDTA的体积即可计算