水質(zhì)硬度表示水中所含有鈣、鎂,、鐵,、鋁,、鋅等離子的含量多少,通常以Ca2+,、Mg2+含量計算,單位有兩種,,種用毫克當(dāng)量/升表示,,種用度表示。即1升水中相當(dāng)10mg Ca為1度,。0-4度為很軟水,,4-8度為軟水,8-16度為中度硬水,,16-30度為硬水
水質(zhì)硬度的概念
水質(zhì)的硬度是表示水抵抗與肥皂產(chǎn)生肥皂泡的種性質(zhì),,是用來描述水中鈣和鎂含量的種舊概念。硬度有不同的種類(總硬度,、碳酸鹽硬度及其它硬度),,并且在不同家有不同的概念和定
硬度鹽類般包括Ca2+、Mg2+,、Fe2+,、Mn2+、Sr2+,、Te3+,、Al3+等容易形成難溶鹽類的金屬陽離子,在般天然水中,,主要是Ca2+,、Mg2+,其它離子含量較少,。因此,,般常以水中的Ca2+、Mg2+總量作為硬度的定義,。
具體地講,,Ca2+、Mg2+總量稱為總硬度,,根據(jù)假想化合物的原理,,考慮到水中陰離子的組成,又可把硬度區(qū)分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度,。
如果水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂所引起的,,這種硬度叫暫時硬度,因?yàn)檫@種硬度在煮沸時很容易成為沉淀析出,。如:
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O,。
Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O,。
如果水的硬度是鈣和鎂的碳酸鹽、氯化物等所引起的,,稱為非碳酸鹽硬度,。這種硬度用般的煮沸方法不能從水中析出,故也稱為*硬度
水質(zhì)硬度單位
用度表示硬度單位
硬度在不同家有不同的概念和定義,,但各種硬度都是體積水中CaO或CaCO3的含量,。
如:
1德度(符號為°d)是1升水中含有氧化鈣(CaO)10 mg,如用質(zhì)量濃度表示,,則為
ρ(CaO)=10 mg/L
1法度(符號為°f)是在1升水里含有碳酸鈣(CaCO3)10 mg,,如用質(zhì)量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=10 mg/L
1英度(符號為°e)是在1帝加侖水里含有碳酸鈣(CaCO3)1格令,。相當(dāng)于在1升水里含有碳酸鈣(CaCO3)14.3 mg,,如用質(zhì)量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=14.3 mg/L
美度相當(dāng)于1升水里含有碳酸鈣(CaCO3)1 mg,,等于法度的十分之,。如用質(zhì)量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=1 mg/L
蘇聯(lián)度與德度相同,。
由于1L水的質(zhì)量近似1 kg,,所以
ρ(CaO)=10 mg/L≈10 mg/1 kg= 1×10-5
下面把“度’’單位換成物質(zhì)的量濃度的方式表示。
根據(jù)公式: c=n/v,,M=m/n,,ρ=m/V,得:
c=m/(VM)=ρ/M
水質(zhì)硬度單位換算系數(shù)
用毫克當(dāng)量每升表示硬度單位
過去水質(zhì)硬度都是以當(dāng)量濃度的方式表示分析結(jié)果,,具體應(yīng)用“毫克當(dāng)量/升(meq/L)’’作單位,。它與舊硬度單位“度”的換算系數(shù)如下圖表所示.
原用的水質(zhì)硬度單位換算系數(shù)
因當(dāng)量濃度已廢除,原以“毫克當(dāng)量/L(meq/L)”為單位表示的,,現(xiàn)要改用物質(zhì)的量濃度單位“毫摩/升(mmol/L)”表示,。
水的硬度原以“毫克當(dāng)量/升(meq/L)”表示,測定的結(jié)果是Ca,、Mg的總量,,兩者各是多少,原來或無法區(qū)分?,F(xiàn)改用物質(zhì)的量濃度表示,,其單位用“mmol/L”,為使所得的數(shù)值與原用“meq/L"作單位時相同,,應(yīng)選擇1/2 Ca2+,、1/2 Mg2+做基本單元。
硬度是水中含有的Ca,、Mg總量,,用物質(zhì)的量濃度c表示時,,在濃度c量的符號后具體寫哪個離子代表基本單元都不合適,如果寫成c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+),,就容易被誤解為基本單元的是(1/2 Ca+1/2 Mg),,個Ca有個Mg,而事實(shí)上Ca,、Mg的多少都是意的,。
過去常以Me代表金屬離子,為了能將問題表達(dá)清楚,,現(xiàn)仍可用Me代表Ca、Mg,。這樣硬度就可寫為c(1/2Me),,但使用時定要注明Me為Ca、Mg的通式,。
水的鈣,、鎂含量測量中通常用EDTA作為滴定劑,由于已知不論是幾價的金屬離子與EDTA反應(yīng),,它們的計量數(shù)都是1,,即總是按1:1的計量關(guān)系行,而Ca2+,、Mg2+都是二價的,,現(xiàn)將基本單元定為1/2 Ca2+、1/2Mg2+,,這樣計算出c(1/2 Ca2+),、c(1/2 Mg2+)或c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)的數(shù)值與原用“meq/L”的數(shù)值是相等的,因此就可用原來的硬度值,,所以水中鈣鎂含量計算公式的表達(dá)式為
c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)={n(1/2 Ca2+)+n(1/2 Mg2+)}/V(水樣)
測定水的鈣鎂含量中,,通常用EDTA作滴定劑,滴定反應(yīng)式為
Me2++H2Y2-= MeY2-+2H+
式中:Me2+表示Ca2+,,Mg2+,,H2Y2-代表乙二胺四乙酸二鈉鹽離子。
根據(jù)等物質(zhì)的量規(guī)則,,可求算n(1/2 Me2+),。
在滴定終點(diǎn)時:
n(1/2 Me2+)=n(1/2 Ca2+)+n(1/2 Mg2+)
=n(1/2 H2Y2-)
或
c(1/2 Me2+)V(1/2 Me2+)=c(1/2 H2Y2-)V(1/2 H2Y2-)
于是,水中鈣鎂含量為
c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)=c(1/2 H2Y2-)V(1/2 H2Y2-)/V(水樣).
或c(1/2 Me2+) =c(1/2 EDTA)V(1/2 EDTA)/V(水樣) = 2c(EDTA)V(EDTA)/V(水樣)
上式中,,因c(1/zB) =zc(B),,故c(1/2 EDTA) = 2 c(EDTA);