PH對總硬度測定中的影響研究
導讀：方法：本實驗通過對不同保存方法的水樣進行測定，得出pH對總硬度的影響的大小。2.用移液管吸取50.0ml3份試樣分別于3個250ml錐形瓶中，加入4ml緩沖溶液和3滴鉻黑T指示劑溶液或約50-100mg指示劑干粉，此時溶液應呈紫紅色或紫色。
關鍵詞：總硬度，PH影響，緩沖溶液
一、硬度概述
水的硬度，是指水中的鈣、鎂、鐵、鋁、錳的碳酸鹽、重碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽及硝酸鹽等所有的鹽類，并常含有汞、鎘、砷、鉛等少量的有害元素。水的硬度單位通常是將水中的全部鹽類換算成碳酸鈣來計算。當水中的硬度以碳酸鈣計小于150毫克/升時，稱為軟水;150-450毫克/升時，稱為硬水;450-714毫克/升時為高硬水;大于714毫克/升時為特硬水。國家生活飲用水硬度的衛生標準為小于450毫克/升(以碳酸鈣計)。
在天然水中，遠離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水;泉水、溪水、江河水、水庫水，多屬于暫時性硬水，部分地下水屬于高硬度水。硬水有許多缺點：(一)和肥皂反應時產生不溶性的沉淀，降低洗滌效果(利用這點也可區分硬水和軟水)。(二)工業上,鈣鹽鎂鹽的沉淀會造成鍋垢，妨礙熱傳導，嚴重時還會導致鍋爐爆炸。由于硬水問題，工業上每年因設備、管線的維修和更換要耗資數千萬元。(三)硬水的飲用還會對人體健康與日常生活造成一定的影響。沒有經常飲用硬水的人偶爾飲用硬水，會造成腸胃功能紊亂，即所謂的“水土不服”;用硬水烹調魚肉、蔬菜，會因不易煮熟而破壞或降低食物的營養價值;用硬水泡茶會改變茶的色香味而降低其飲用價值;用硬水做豆腐不僅會使產量降低，而且會影響豆腐的營養成分。
二、實驗原理和方法
原理：在pH10的條件下，用EDTA溶液絡合和滴定鈣和鎂離子。參考。以鉻黑T作指示劑，與鈣和鎂生成紫紅色或紫色溶液。滴定中，有利的鈣和鎂離子首先與EDTA反應，與指示劑絡合的鈣和鎂離子隨后和EDTA反應，到達終點時溶液的顏色由紫色變為天藍色。參考。
方法：本實驗通過對不同保存方法的水樣進行測定，得出pH對總硬度的影響的大小。
三、實驗步驟
1.取同一地下水樣100ml 3份，裝入3個錐形瓶中，第一瓶不加任何溶液，測得原水pH為7.23;第二瓶加如濃硫酸，將pH調至2以下，符合酸化保存條件;第三瓶加濃NaOH溶液，將pH調至10以上，記下所用酸堿的量。
2.用移液管吸取50.0ml 3份試樣分別于3個250ml錐形瓶中，加入4ml緩沖溶液和3滴鉻黑T指示劑溶液或約50-100mg指示劑干粉，此時溶液應呈紫紅色或紫色。
3.為防止產生沉淀，應立即在不斷震搖下，自滴定管加入EDTA二鈉溶液，開始滴定時速度宜稍快，接近終點時反應稍慢，并充分震搖，最好每滴間隔2-3秒，溶液的顏色由紫紅或紫色逐漸轉為藍色，在最后一點紫的色調消失，剛出現天藍時即為終點，整個滴定過程應在5min內完成。
四、數據整理
經過多次測量取平均值：
| 樣品 | 原水樣 | 酸化保存樣 | 堿化對比樣 |
| 消耗EDTA （ml） | 8.60 | 8.15 | 8.94 |
| 總硬度（mg/l） | 172 | 163 | 179 |
可以看出酸化的水樣直接加入緩沖溶液使得最后測定總硬度數值偏低，堿化則偏高。總體偏差不大，回收率都在95%以上。
五、小結討論
原水的pH對之后形成的緩沖溶液的pH值，乃至最終的測定結果都有一定影響。考慮可能是由于EDTA二鈉在偏堿的環境下有較高的活性，在10.0±0.10的范圍內靈敏度最好，測得數據準確。參考。
另外對于一些特殊水樣，混有石灰或碳酸鈣的水樣比如溶洞地下水等，到達終點后放置一會還會變回紫紅色，Ca(OH)2或CaCO3微溶于水，溶于水中的鈣與EDTA反應完全達到終點，此時水中沒有溶解的鈣，則未溶解的鈣就會溶解出來，與鉻黑T結合現紫紅色，因此應繼續滴定直至紫色完全消失，溶液呈現天藍色為止。
參考文獻：
1.國家環保局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法【M】.第四版.北京：中國環境科學出版社，2002.12.
2.《水中總硬度測量不確定度的評定》.梁景波，袁東暉.《中國環境監測》2006Vol.22 No.3 P.35-39.
3.GB7477-87.水質總硬度的測定EDTA滴定法.
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