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水質硬度
鎖定
- 中文名
- 水質硬度
- 外文名
- Water Hardness
目錄
- 1 水質硬度的概念
- 2 水質硬度單位
- ▪ 用度表示硬度單位
- ▪ 用毫克當量每升表示硬度單位
水質硬度水質硬度的概念
硬度鹽類一般包括Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Sr2+、Te3+、Al3+等容易形成難溶鹽類的金屬陽離子,在一般天然水中,主要是Ca2+、Mg2+,其它離子含量較少。因此,一般常以水中的Ca2+、Mg2+總量作為硬度的定義。
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O。
Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O。
水質硬度水質硬度單位
水質硬度用度表示硬度單位
硬度在不同國家有不同的概念和定義,但各種硬度都是指一定體積水中CaO或CaCO3的含量。
如:
ρ(CaO)=10 mg/L
1法國度(符號為°f)是指在1升水裏含有碳酸鈣(CaCO3)10 mg,如用質量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=10 mg/L
1英國度(符號為°e)是指在1帝國加侖水裏含有碳酸鈣(CaCO3)1格令。相當於在1升水裏含有碳酸鈣(CaCO3)14.3 mg,如用質量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=14.3 mg/L
美國度相當於1升水裏含有碳酸鈣(CaCO3)1 mg,等於法國度的十分之一。如用質量濃度表示,則為
ρ(CaCO3)=1 mg/L
蘇聯度與德國度相同。
由於1L水的質量近似1 kg,所以
ρ(CaO)=10 mg/L≈10 mg/1 kg= 1×10-5
下面把“度’’單位換成物質的量濃度的方式表示。
根據公式: c=n/v,M=m/n,ρ=m/V,得:
c=m/(VM)=ρ/M
水質硬度用毫克當量每升表示硬度單位
過去水質硬度都是以當量濃度的方式表示分析結果,具體應用“毫克當量/升(meq/L)’’作單位。它與舊硬度單位“度”的換算係數如下圖表所示.
水的硬度原以“毫克當量/升(meq/L)”表示,測定的結果是Ca、Mg的總量,兩者各是多少,原來或無法區分。現改用物質的量濃度表示,其單位用“mmol/L”,為使所得的數值與原用“meq/L"作單位時相同,應選擇1/2 Ca2+、1/2 Mg2+做基本單元。
硬度是指水中含有的Ca、Mg總量,用物質的量濃度c表示時,在濃度c量的符號後具體寫哪一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指的是(1/2 Ca+1/2 Mg),一個Ca必有一個Mg,而事實上Ca、Mg的多少都是任意的。
過去常以Me代表金屬離子,為了能將問題表達清楚,現仍可用Me代表Ca、Mg。這樣硬度就可寫為c(1/2Me),但使用時一定要註明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,由於已知不論是幾價的金屬離子與EDTA反應,它們的計量數都是1,即總是按1:1的計量關係進行,而Ca2+、Mg2+都是二價的,現將基本單元定為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+)的數值與原用“meq/L”的數值是相等的,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式為
c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)={n(1/2 Ca2+)+n(1/2 Mg2+)}/V(水樣)
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。
根據等物質的量規則,可求算n(1/2 Me2+)。
在滴定終點時:
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-)
於是,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);