電位滴定法測定自來水水硬度——一個儀器分析實驗的改進

王煥英

（衡水學院化工學院, 河北 衡水 053000）

隨著人們生活質量的不斷提高，人們對飲用水的健康關注度也越來越多,飲用水衛生質量好壞，直接影響著人們的健康，而水硬度（即水中鈣、鎂總量）是衡量水質好壞的一個重要指標。衛生部2001年《生活飲用水水質衛生規范》中將水硬度作為生活飲用水常規檢測指標。

儀器分析實驗中“標準曲線法測定水中鈣離子”，只能使用鈣離子選擇性電極單獨測定一種離子，無法實現水中鈣、鎂的連續分步滴定。

本文采用電位滴定法測定自來水中鈣、鎂含量，本法具有快速、簡單的特點，結果準確可靠 ,重現性好,適用于檢測水中總硬度的含量。

1 實驗部分

（1）0.02mol/L EDTA 標準溶液的配制

（2）緩沖溶液及輔助配位液的確定

配位滴定過程中，溶液pH 值直接影響滴定結果。EDTA滴定鈣、鎂含量時，pH=10-11 時形成的配合物具有較大的穩定性，當溶液pH< 10 時，由于酸效應的存在，Ca2+、Mg2+與EDTA 生成的絡合物不能定量形成；當溶液pH>12 時，一部分 Mg2+生成 Mg（OH）2沉淀，使測定結果偏低,所以選擇pH≈10 為宜。

pH≈10 氨性緩沖溶液條件下，只有一個滴定終點，測定的是鈣和鎂的總含量，而在乙酸丙酮-Tris 介質中，滴定時分別得到鈣、鎂的兩個滴定終點，從而實現混合溶液中Ca2+、Mg2+的連續測定。故選用 pH≈10 的乙酸丙酮-Tris 緩沖體系作為滴定反應介質。

（3）測量水樣

準確移取50.00 水樣于燒杯中，加入20.00ml 輔助配位液，搖勻，將電極插入溶液，連接電位滴定儀，用EDTA 標準溶液滴定，記錄加入滴定劑過程中指示電極不斷變化的電位，通過二階微商法計算，確定滴定終點。

2 結果與討論

2.1 實驗數據

表1 電位滴定數據表

2.1 實驗結果

通過二階微商法即Δ2E/ΔV2=0 計算滴定終點，并根據EDTA 標準溶液的濃度計算出飲用水中鈣鎂含量。Ca2+含量為89.8 mg/L，Mg2+含量為25.3 mg/L，水硬度為312.0 mg/L。

2.2 方法的準確度

做了加標回收率實驗，結果見表2，鈣的加標回收率為98.12%-103.34%, 平均回收率為 100.83%,鎂的加標標回收率為95.83%-102.14%,平均回收率為98.98%。

表2 加標回收試驗結果

3 結論

以鈣離子選擇性電極為指示電極，Ag/AgCl 電極為參比電極， EDTA 為滴定劑在乙酸丙酮的Tris 緩沖溶液介質中，采用電位滴定法滴定水中鈣、鎂離子含量。該種方法具有儀器價格低廉、不需對樣品進行預處理、操作簡單、快速、結果準確等特點，并解決了水中鈣鎂離子連續分步滴定的問題。

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