幾種市售礦泉水硬度的測定*

周　鵬，羅曉宇，陳治梁，王譯偉

(1 西南醫科大學臨床醫學院，四川　瀘州　646000；2 西南醫科大學基礎醫學院，四川　瀘州　646000)

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幾種市售礦泉水硬度的測定*

周鵬1，羅曉宇1，陳治梁1，王譯偉2

(1 西南醫科大學臨床醫學院，四川瀘州646000；2 西南醫科大學基礎醫學院，四川瀘州646000)

在一定條件下，以鉻黑T(EBT)為指示劑，NH3·H2O-NH4Cl為緩沖溶液，在此條件下，EDTA會與Ca、Mg離子形成較穩定的配合物，從而可測定礦泉水中的Ca、Mg總量，根據幾種礦泉水的硬度來引導人們選擇適合自己的飲用礦泉水。研究發現，本次實驗所測定的五種礦泉水的硬度均未超出國家標準范圍。結果表明，幾種不同品牌市售礦泉水的硬度存在較大差別，建議消費者應該根據自身的健康狀況選擇適合自己的飲用礦泉水。

礦泉水；硬度；測定

水的硬度是指溶解在水中的鈣、鎂鹽的含量，而鈣、鎂鹽是人體內必須的無機鹽，在機體內發揮著重要的作用，其含量過多或過少都會對機體造成嚴重的影響[1]。已有研究表明飲用水的硬度與死亡率和發病率存在著相互關系，并且與心血管疾病呈逆相關關系[2]，可以說飲用水的硬度與人體的健康息息相關，選擇合適的飲用礦泉水是十分有必要的。而目前市售礦泉水的種類很多，怎樣選擇合適的礦泉水呢？針對這一問題，通過絡合滴定法測定幾種礦泉水的硬度，判斷其是否在《生活飲用水衛生標準》范圍內，并對各個品牌的礦泉水硬度作對比分析。這樣就可以根據自身的身體狀況和地區飲用水的差異，來選擇適合自己的飲用礦泉水了。

1　實　驗

測定水的硬度可分為水的總硬度的測定和鈣鎂硬度的測定兩種類型。前者是指測定鈣、鎂總量，最后以鈣進行計算，后者是指分別測定鈣、鎂含量。兩者并無較大差別，都能客觀反映水的硬度。本實驗測定的是礦泉水的總硬度，采用絡合滴定法，用EDTA直接滴定水中Ca、Mg的總量。在一定條件下，以鉻黑T(EBT)為指示劑，NH3·H2O-NH4Cl為緩沖溶液，在此條件下，EDTA會與Ca、Mg離子形成較穩定的配合物，從而可測定水中Ca、Mg總量，然后以Ca換算成德國度來表示。選擇此法，是因為該種方法是一種較為普遍的測定水硬度的方法，其操作較為簡便，快速，并且成本不高、經濟、實用，可以得到較為準確的結果。

1.1材料與儀器

5種市售礦泉水，重百超市購買。

1:1鹽酸；1:2氨水；NH3·H2O-NH4Cl緩沖溶液(pH=10)；0.5%鉻黑T(EBT)指示劑；乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y·2H2O)；50%三乙醇胺。

酸式滴定管(50 mL)；分析天平；錐形瓶(250 mL)；表面皿；燒杯(100 mL)；容量瓶(250 mL，500 mL)；移液管(25 mL，50 mL)。

1.2礦泉水硬度測定的步驟及數據記錄

本次實驗把5個礦泉水樣本分為兩組，第一組包括某品牌1和某品牌2。第二組包括某品牌3、某品牌4和某品牌5。兩組樣本均在相同實驗條件下進行，并且實驗誤差均經過校正。

第一步：Zn2+標準溶液的配置。用分析天平準確稱取ZnO的量為0.3934 g，置于100 mL燒杯中，加10 mL 1:1鹽酸，蓋上表面皿，加熱，使之完全溶解，并用水洗表面皿及燒杯壁，將溶液轉移至500 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，轉移至聚乙烯塑料瓶內保存。

Zn2+標準溶液濃度計算公式：

CZn2+=mZnO/MZnO·V

通過以上公式計算得出Zn2+標準溶液的濃度為9.67×10-3mol/L。

第二步：EDTA標準溶液的配置與標定。

(1)EDTA標準溶液的配置。稱取1.88 g乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y·2H2O)溶于500 mL蒸餾水中，并轉移至容量瓶，搖勻。

(2)EDTA標準溶液濃度的標定。用25 mL移液管準確移取Zn2+標準溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL氨性緩沖溶液和3滴EBT指示劑，用EDTA標準溶液滴定，至溶液由紫紅色變為藍色即為滴定終點。兩組樣本分兩次滴定，每組平行滴定三次。

EDTA的濃度計算公式：

CEDTA=CVZn2+/VEDTA

其中上式各個量的單位為C：mol/L， V：mL，VEDTA：mL。

通過以上公式計算得出兩組EDTA的標定結果如表1所示。

表1　EDTA標定結果Table 1　Calibration result of EDTA

第三步：礦泉水的總硬度測定。用25 mL移液管取待測礦泉水25 mL于錐形瓶中，加氨性緩沖溶液6 mL，50%三乙醇胺溶液3 mL，EBT指示劑3滴，用EDTA標準溶液滴定，至溶液由紫紅色變為藍色即為終點，分別對5種礦泉水進行測定，每種品牌的礦泉水平行測定三次。實驗記錄如表2所示。

表2　礦泉水硬度測定實驗記錄Table 2　Experimental record of hardness measurement of mineral water

2　結果與討論

2.1結果

總硬度的計算公式：

總硬度(mg/L)=CVEDTA×MCaO×103/V水

其中上式各個量的單位為C：mol/L， V：mL， MCaO：56.08 g/mol，V水：mL。

根據以上公式可以計算出礦泉水的硬度，如表3所示。

表3　五種品牌礦泉水的硬度Table 3　Hardness of five kinds of brand mineral water

2.2討論

絡合滴定法是目前最常用的測定水硬度的方法，因為其有許多優點，所以被廣泛采用，但是也存在局限性，其易受環境因素的影響，這些環境因素會影響水的總硬度的測定[3]。因此，在實驗時一定要注意相關問題，對于存在的干擾離子要進行消除。比如在實驗中為了屏蔽鐵離子的干擾，在加緩沖溶液之前還加入了適量的三乙醇胺溶液，并加快滴定速度，這樣就能消除鐵離子對實驗結果的影響。此外還有溫度、pH、結果的判斷等，這些問題如果能得到解決將極大地提高實驗結果的可靠性和準確性[4]。因此嚴格控制實驗條件，熟練掌握實驗操作是十分有必要的。

3　結　論

我國《生活飲用水衛生標準》中規定，水的總硬度不能超過25度[5]，本次實驗所測定的五種礦泉水均未超出標準范圍。并且，其中有三種品牌的礦泉水廠家額外對自身礦泉水中的礦物質含量標準進行了說明。某品牌1的標準是鈣含量在8.0～25.6 mg/L之間，我們測得的結果為24.24 mg/L，某品牌2的標準是鈣含量在2.0～15.0 mg/L之間，測得結果為13.81 mg/L，某品牌3的標準為鈣含量大于4 mg/L，測得結果為21.34 mg/L。某品牌1、2、3的鈣含量均在其規定標準范圍內。

[1]陳杰,金紹祥,楊正良.礦泉水中鋅、鐵含量和硬度測定淺析[J].貴州化工,2010,35(6):21-24.

[2]何宏,席倩.水的硬度與健康[J].飲料工業,1999,2(5):7-9.

[3]曲儀,聶風華.天然水的總硬度的測定[J].環境保護科學,1998(86):28-29.

[4]孫芹.兩種鉻黑T指示劑在水硬度測定中的比較[J].沈陽醫學,2003,23(2):82.

[5]修景會,權迎春,關麗萍.配位滴定法測定不同來源水的硬度[J].時珍國醫國藥,2007,18(9): 23.

Determination of Hardness of Several Commercial Mineral Water*

ZHOU Peng1, LUO Xiao-yu1, CHEN Zhi-liang1, WANG Yi-wei2

(1 Department of Clinical Medicine, Southwest Medical University, Sichuan Luzhou 646000;2DepartmentofBasicMedicine,SouthwestMedicalUniversity,SichuanLuzhou646000,China)

Under certain conditions, the chromium black T (EBT) was used as the indicator, and the NH3·H2O-NH4Cl was used as buffer solution. Under these conditions, EDTA will form a more stable complex with Mg and Ca ions, so that the total amount of Ca and Mg in mineral water can be determined. The hardness of several mineral water can guide people to choose their own drinking mineral water. The results showed that the hardness of the five mineral water measured in this experiment did not exceed the national standard. The results showed that there was a big difference between the hardness of several different brands of mineral water, it was suggested that consumers should choose their own drinking mineral water according to their own health conditions.

mineral water; hardness; determinate

國家級大學生創新創業訓練計劃項目(20140632024)；西南醫科大學2014年校級大學生科研項目。

周鵬(1995-)，男，西南醫科大學臨床醫學專業在校本科生。

O655.25

A

1001-9677(2016)014-0123-02