EDTA法對成縣三種水質總硬度的測定研究

焦利軍，崔文輝，朱秀娟，王 瀚， 聶龍英

(隴南師范高等專科學校 機電工程學院，甘肅 成縣 742500)

水是生命之源,隨著生過水平的不斷提高,人們對于水質達標越來越重視，在水的各項指標中,適宜的水的總硬度范圍是表示水質的重要指標[1-2]。水的總硬度是指水中鈣鎂的重碳酸鹽、氯化物、硝酸鹽等的總含量,包括暫時硬度和永久硬度。人體對飲用水的硬度有一定的耐受性,GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中規定硬度總硬度限值為不高于450mg·L-1,無最低限量標準[3]。 一般來說,飲用水的硬度過高過低均不利于健康,最適宜的飲用水總硬度應在8～18度之間[4-5]。過高的硬度對部分工業品制造不利，而對于飲用水用戶而講，高硬度會使熱水系統產生結垢問題，從而在洗滌時增加肥皂的消耗，但是極度的軟化水又加劇對管道的腐蝕性，對輸送造成不便。另一方面，大量流行病學研究顯示水中硬度與心血管疾病之間存在有統計意義的負相關性[6-7],如果飲用硬度太高的水,可能會引起胃腸功能暫時紊亂,水的硬度的測定對于我們的平常生活影響很大[8-9]。所以使用前測定水質的硬度已經受到眾多科研工作者的青睞[10-12]。

本實驗使用EDTA滴定法測定了當地3種不同水質的硬度，以測定結果為基礎，分析飲用不同水質對健康的影響，為人們日常生活用水的取舍給出科學合理的支持，以便使用對身體更加有益的水源作為生活用水。

1 材料和試劑

1.1 試驗材料

采自甘肅隴南成縣不同環境下的井水、自來水及山泉水等飲用水。

1.2 儀器及試劑

(精確到0.001)FA2004N上海精密科技有限公司，玻璃棒聚四氟乙烯滴定管乙二胺四乙酸二鈉，NH3-NH4Cl緩沖溶液(氯化銨和濃氨水)，鉻黑T指示劑，氯化鈉，三乙醇胺，6 mol·L-1HCl溶液，碳酸鈣，鈣指示劑，氯化鎂，氫氧化鈉，NH3-NH4Cl緩沖溶液，0.02 mol·L-1EDTA標準溶液，所用試劑均為分析純試劑，所有試劑配制均按照文獻規定的方法配制[7]。

2 實驗方法

2.1 樣品預處理

使用漏斗依次將三種水樣過濾，去掉多余的沉淀后存于試劑瓶中備用。

2.2 樣品測定原理

水的總硬度測定原理參照文獻[6-7]，總硬度測定常用的方法是EDTA法即絡合滴定法[1]。

2.3 樣品的測定

2.3.1 EDTA溶液的標定

表1 EDTA標定實驗數據統計

2.3.2 水樣的分析

分別量取三種不同水質的水樣50.00mL于250.0mL的錐形瓶中，加6mol·L-1HCI溶液1～2滴酸化水樣，煮沸數分鐘以除去CO2。 自然冷卻后，加入5.0mL三乙醇胺，5.0mLNH3-NH4Cl緩沖溶液，少量鉻黑T指示劑。用EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色，所有實驗均設置空白實驗，重復3次。然后計算水的總硬度及平均偏差，總硬度分別以mol·L-1和(°)表示[7]。

2.4 實驗數據處理

ρCao=C(EDTA)×V(EDTA)×M(CaO)×1000/V(水樣)[7]

硬度=C(EDTA)×V(EDTA)×M(CaO)×100/V(水樣)

式中：C(EDTA)一EDTA標準溶液的物質的量濃度，(mol·L-1)；

V——滴定消耗EDTA標準溶液的體積，mL；

V水樣-取被測水樣的體積，mL；

MCaO-氧化鈣的摩爾質量分56 g·moL-1。

而測定結果的相對平偏差為：

表2 甘肅隴南成縣不同環境下的井水、自來水及山泉水總硬度測定值比較

3 結果與分析

如表2所示，從上述的數據中可以得出水成縣當地水的硬度存在一定的差異，這種差異主要來源于三種水質所處的自然環境不同，里面所含有的Ca2+、Mg2+隨即不同。井水，山泉水，自來水的平均偏差方面RSD分別是1.97%、0.25% 和1.51%，可以看出水泉水的標準偏差最小，自來水次之，當地井水最大。 表明此方法可以準確地測定三種水質的硬度，為我們生活用水的質量優劣提供一個科學合理的理論保障。

4 結論

總之，本實驗使用了EDTA滴定法測定了當地3種不同水質的硬度，水樣的分析測定結果顯示：成縣當地井水、山泉水、自來水的硬度分別是287.88mg·L-1、171.15mg·L-1和159.94mg·L-1，三種水質的總硬度由大到小依次是成縣當地井水大于山泉水大于自來水，且RSD(n=3)分別是1.97%、0.25% 和1.51%，三種水均符合我國《生活用水衛生標準》中的總硬度不大于450mg·L-1的標準，但是成縣飲用水中山泉水和自來水的硬度在8～18度之間，是更加優質的生活用水。