如何测试水的硬度

按e.07.jtj056《公路工程水质分析操作规程》第八节 总硬度
第3.8.1条水的硬度主要是由于水中含有钙盐与镁盐所致，有时水中存在着铝盐及
铁盐也会造成硬度。
根据各种盐类的不同性质，硬度可分为三类：
一、碳酸盐硬度(又称暂时硬度)：水中所含重碳酸钙，重碳酸镁，当煮沸时钙镁的
重碳酸盐分分解为碳酸盐沉淀而从水中析出，故称为暂时硬度，其反应式如下：
ca(hco3)2→caco3↓+co2↑+h2o
mg(hco3)2→mgco3↓+co2↑+h20
二、非碳酸盐硬度(又称永久硬度)：
硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、硝酸钙、硝酸镁等盐类，在正常大气压下，水
的温度虽已达沸点，但仍有一定量溶于水中而不生成沉淀时，故称为永久硬度。
三、负硬度：碱金属的氢氧化物(koh、maoh)、碳酸盐(k2co3、naco3)、或重碳酸盐
(khco3、nahco3)。由于负硬度、暂时硬度均是碱性，所以二者之和即为总碱度。其
关系如下：负硬度总硬度碳酸盐硬度总碱度非碳酸盐硬度对于混凝土基础来
说，若水中暂时硬度很小并有碳酸存在的情况下，能引起对混凝土的溶解性侵蚀及
增强碳酸的侵蚀性。硬度单位以“度”(度)来表示。例如含有10mg/l的cao称为1德
国度，含有10mg/l的caco3称为1法国度。因此，1毫克当量/升相当于行车度2.8度，
相当于法国度5度。本规程采用行车硬度。
本规程采用edta直接滴定法测定总硬度。其原理为：以铬黑t(或铬兰黑)为指示剂，
用edta标准液滴定水中钙、镁离子总量。首先向水样中加入氯化铵缓冲溶液，使ph
值保持为10左右，铬黑t此时本身的主要形态为hr2-，呈兰色。在滴定前向水样中加
入指示剂铬黑t(或铬蓝黑)，它先与ca2+、mg2+生成洒红色络合物，其反应式为：
ca2++hr2-→car+h+ (kc=4*10-6)
mg2++hr2-→mgr-+h+ (kc=1*10-7)
滴定开始后，滴入的edta首先与溶液中未络合的ca2+、mg2+生成络合物，其反应式
为：
ca2++h2y2-→cay2-+2h+ (kc=2.69*10-11)
mg2++h2y2-→mgy2-+2h+ (kc=2.04*10-9)
由于cay2-、mgy2-比car-、mgr-稳定，溶液中将会发生铬离子的转化，继续滴入的edta
将夺取同铬黑t已结合的ca2+、mg2+，使指示剂还原为原来的形态，其反应式为：
car-+h2y2-→cay2+hr2-+h+
mgr-+h2y2-→mgy2+hr2-+h+
此络合平衡极端移向右方，到滴入的edta把与指示剂结合的ca2+、mg2+全部压走后，
溶液即由洒红色转变为hr2-的蓝色cay2-、mgy2-则是无色的，这里可判断等当点的到
达。从络合平衡常数可以看出，mgr-比car-更稳定，故mgr-还原较迟，而cay2-比mgy2-
更稳定，故cay2-首先转化络合完毕，所以，当溶液转变为蓝色时所达到的等当点，
说明mgr-已完全分解而转化为mgy2-,所测定的是ca2++mg2+,即水的总碱度。
第3.8.2条试剂
一、氯化铵缓冲溶液；
二、铬黑t指示剂(或铬蓝黑)；
三、硫化钠2%；(现用现配)；
四、盐酸羟胺；
五、三乙醇胺：分析纯；
六、0.05nedta标准溶液。
第3.8.3条测定方法
一、根据硬度大小，一般量取水样10--50毫升(附取水参照表)于三角瓶中。
二、加入5毫升氯化铵缓冲液及铬黑t指示剂6滴(或少量干试剂)。
三、用标准edta溶液滴定至溶液由葡萄红色变成天蓝色即为终点，记录edta消耗量
为v1。
第3.8.4条总硬度按下式计算：
一、总硬度(毫克当量/升)=v1*n*1000/v
总硬度(德度)=v1*n*1000/v*2.8
式中 v1--滴定水样消耗edta的量(ml);
n--edta标准溶液的当量浓度；
v--测定所取水样(ml)；
2.8--德国度与普通硬度的换算系数。
或根据钙、镁的毫克当量之和计算总硬度。
总硬度(毫克当量/升)=(ca2++mg2+)毫克当量/升
二、暂时硬度(碳酸盐硬度)：
当hco3->ca2++mg2+时；
三、永久硬度(非碳酸盐硬度)；
当hco3-当hco3-四、负硬度
当总硬度<总碱度时，
负硬度(毫克当量/升)=(总碱度-总硬度)(毫克当量/升)
水中非碳酸盐硬度与负硬度不能同时存在，因两者会发生如下反应：
caso4+naco3→caco3↓+naso4
caso4+2nahco3→ca(hco3)2+na2so4

水的硬度是指水中含有盐的量，量越大，则表明硬度越高，检验水硬度最方便的方法是取要检验的水，然后让肥皂在水中溶解，之后搅拌，观察是否有泡末产生，泡末越多表明硬度越小，反之则越大。
所谓软水处理就是除掉其中的盐分，方法就很多的比如：蒸馏，用活性炭等。

可以加适量的洗衣粉之类的东西，观察起泡的多少，泡少或难起泡的较硬。（请参考）