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林汉

水对健康的影响已引起大众的普遍关注。而水的硬度也是其重要的方面之一。本文将介绍几种用于测定水的硬度即Mg 、 Ca离子的方法 . 本文主要讲述 EDTA滴定法与分光光度法测定水的硬度、简要介绍原子吸收法与离子色谱法，由于对这部分知识尚未学习，所以就不仔细的介绍了。

水对健康的影响水对健康的影响饮水与健康的主要集中点 , 是饮水中的污染物质可能产生损害健康的影响。最近已有报道 , 不属于“污染物”的饮水中的某些无机或矿物成分 , 对公众健康也很重要。水的硬度和健康可能存在的相互关系 , 已在 9 个国家进行过 50 次以上的研究他们揭示 : 饮水的硬度特性与心血管疾病 ( 心脏病、高血压和中风 ) 以及少数几种其它疾病之间具有明显的统计学联系。

已有报告证明 , 心血管疾病与饮水的硬度含量呈逆相关 , 或者说与水的软化程度呈正相关。美国和加拿大的研究证明 , 饮用极软水的人群中 , 修正年龄的心血管病的死亡率 , 比饮用硬水的人群高 15 % ～20 %。英国报道的这种差异可能高达 40 %。

因此对水的硬度测定是相当必要的

EDTAEDTA滴定法的原理滴定法的原理水的硬度的测定可分为水的总硬度的测定和钙、镁硬度的测定两种。总硬度的测定是滴定 Ca 、 Mg总量，并以 Ca进行计算。后一种是分别测定 Ca 和 Mg的含量。

水的总硬度的测定，自 50年代以来，一般采用络合滴定法，即用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca 、 Mg总量，然后以 Ca换算为相应的硬度单位 ( 折算成 CaO的质量 ) 。

用 EDTA滴定 Ca 、 Mg总量时，一般是在 pH≈10的氨性缓冲溶液中进行，用 K-B做指示剂，化学计量点前，钙和镁与 K-B形成酒红色配合物，当用 EDTA溶液滴定至化学计量点时，游离出指示剂，溶液呈蓝绿色。　滴定时， Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽。 Cu2+ 、 Pb2+ 、 Zn2+等干扰离子可用 KCN 、 Na2S或巯基乙酸等掩蔽。

实验方法实验方法Mg2+标准溶液的配制（约 0.02mol·L-1）准确称取碱式碳酸镁基准试剂 0.2~0.25g，置于100mL 烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加 1 ∶ 1 HC1 使其溶解（约需 3~4mL）。加少量水将它稀释，定量地转移至 100mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。EDTA标准溶液的配制与标定 1.EDTA标准溶液的配制（约 0.02mol·L-1 ） 称取 2.0g乙二胺四乙酸二钠（ Na2H2Y·2H2O）溶于 250mL 蒸馏水中，转入聚乙烯塑料瓶中保存。2.EDTA标准溶液浓度的标定 用 20mL 移液管移取Mg2+标准溶液于 250mL锥形瓶中，加入 10mL氨性缓冲溶液和 3~4 滴EBT指示剂，用 0.02mol·L-1EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行标定3 次。EDTA 浓度计算： ，取三次测定的平均值。水的总硬度测定 用 20mL 移液管移取水样于 250mL 锥形瓶中，加氨性缓冲溶液 6mL ， 1 ∶ 1 三乙醇胺溶液 3mL ，EBT指示剂 3~4滴，用 EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行测定 3 次。

分光光度法分光光度法目前测定钙镁总含量的方法通常用EDTA 络合滴定法 ,但这种方法灵敏度较低 ,且操作麻烦费时。已报道的分光光度法虽有较高的灵敏度 ,但大都是对水样中钙、镁离子的单一测定或分别测定 , 应用于水硬度的测定 , 达不到简便快速的要求。

E= 7.6×103L ·mo l- 1·cm - 1

吸收光谱图

条件的选择条件的选择1.Ca- 铬蓝 K ( 试剂空白为参比 ) ; 2. M g- 铬蓝 K ( 试剂空白为参比 )由图 1 可知 , Ca - 铬蓝 K的最大吸收峰在485nm 处 ,M g - 铬蓝 K 的最大吸收峰在506nm 处 , 两种配合物光谱曲线交于468nm 处 , 这就是两种配合物的等摩尔吸收点 .故把 468nm 作为吸光度测定的选择波长。2.溶液的 pH在 Ca2+ 、 M g2+ 等摩尔浓度混合溶液中 , 分别加入 pH 值不同的 NH3 - NH4Cl 缓冲溶液 (pH9. 0 ～ 11. 2) 进行显色试验 , 发现吸光度随 pH 值增大而增大 , 但在pH9. 9 ～ 10. 2 范围内吸光度基本保持稳定 , 因此本实验选用 pH =10. 0 的NH3 - NH4Cl 缓冲溶液。3 　缓冲溶液用量经试验 , 缓冲溶液用量在 8. 5mL 以上时 , 有足够的缓冲能力将整个显色体系的pH 值维持在 10. 0, 本实验选用 10m l。

4 　显色剂用量试验表明 , 显色剂酸性铬蓝 K 用量在 1. 8 ～ 3. 0mL 时 , 吸光度最大且恒定 , 本文选用 2. 0mL。5 　显色温度改变显色温度 , 发现溶液的吸光度随温度的升高而减小 , 因而选择室温比较方便。6 　显色速度及稳定时间在室温下 , 显色反应可在 5m in 内完成 , 配合物形成后 2h 以内保持吸光度不变 , 在 5 ～ 10m in 内测定吸光度即可。7 　共存离子的影响采用 2. 5×10- 5mo löL 的 Ca2+ 浓度 , 分别引入 12 种共存离子进行干扰试验 , 在吸光度改变 5% 时允许共存量 (10-

5mo l·L - 1) : K+ 200;N a+ 200; Fe3+2. 1; Fe2+ 2. 3;A l3+ 1. 1;M n2+ 0. 21; Pb2+ 2. 0; Zn2+ 0. 15; Co2+ 0. 18;N i2+ 2. 3; Cd2+ 0. 13; Cr3+ 1. 6。

EDTA滴定法是 GB5750-85中指定的测定水中硬度的唯一方法 ( 由于水污染的原因 " EDTA法测定硬度时常因干扰因素多而难以准确滴定 " 改用离子色谱法、原子吸收法测定水中硬度 " 能有效避免有机物干扰 , 并且不用考虑镁离子的影响 , 在镁含量过低时仍可直接测定 , 离子色谱法是分别测定水中钙镁离子的质量浓度 , 然后换算成以 CaCO3的表示的硬度 , 此法具有用量少 , 简便 ,快速 , 准确的特点 .