水質硬度離子濃度的測量及配套試劑

  1、水質硬度離子標準溶液：

  ① 0.2mol/L水質硬度離子標準溶液（貯備溶液）的配制：

優級純(GR)氯化鈣(CaCl2，111.015g/mol·L-1)和氯化鎂(MgCl2，95.21g/mol·L-1)試劑需在150℃下烘3小時，然后放入干燥器中冷至室溫。稱取14.7617g氯化鈣于燒杯中，用蒸餾水溶解；稱取6.3791g氯化鎂于燒杯中，用蒸餾水溶解。將二個溶液合并，并轉入1000ml容量瓶中，用蒸餾水加至刻度、混合、備用。

標定： 見附錄。

② 1×10-3mol/L水質硬度離子標準溶液的配制（ph 3.00）：

  　用10ml移液管量取0.1mol/L水質硬度離子標準溶液，轉入1000ml容量瓶中，用去離子水加入容量瓶至刻度，混勻。

③1×10-4mol/L水質硬度離子標準溶液的配制（ph 4.00）：

  　用10ml移液管量取1×10-3mol/L 水質硬度離子標準溶液，轉入100ml容量瓶中，用去離子水加入容量瓶至刻度，混勻，備用。

④1×10-5mol/L水質硬度離子標準溶液的配制（ph 5.00）：

  　用10ml移液管量取1×10-4mol/L水質硬度離子標準溶液，轉入100ml容量瓶中，用去離子水加入容量瓶至刻度，混勻，備用。

                水質硬度離子標準溶液的濃度換算

2、總離子強度調劑(TISAB)：

濃縮型離子強度調節劑0.6mol/L碳酸氫鈉溶液（1升）。稱取50.406g碳酸氫鈉于燒杯中，用蒸餾水溶解，并稀至1升。

    使用時每20ml標準溶液或者樣品溶液加4滴濃縮型離子強度調節劑。

二、水質硬度離子選擇性電極：

    水質硬度離子選擇性電極在使用前需要在1×10-3mol/L水質硬度離子標準溶液中浸泡，一般不少于半小時。

三、水質硬度離子濃度的測量：

  1、儀器準備：

  ① 將MP523型pH/離子濃度測量儀或YH200型水質硬度離子濃度計接上電源，并開啟電源。

  ② 選擇水質硬度離子濃度測量參數。

    長按儀器[MODE]鍵，至顯示屏出現P1。用[↑]選擇h2+離子參數。然后，按[ENTER]轉入測量狀態。  

  ③ 選擇并設置校準溶液的參數。

   長按儀器[MODE]鍵，至顯示屏出現P1。然后，短按儀器[MODE]鍵，至顯示屏出現P3、0.00、C1。將選擇的低濃度值的數據按[↑]（加值）、[↓]（減值）、[ENTER]（移位）輸入儀器，修改后，按[ENTER]進入C2設置，將選擇的高濃度值的數據按[↑]、[↓]、[ENTER]輸入儀器，修改后，按[ENTER]進入測量狀態。（具體操作見儀器說明書）

  2、儀器校準：

  ① 將浸泡的水質硬度離子選擇電極用去離子水洗凈，用濾紙吸干。

② 取二只50ml燒杯倒入己加入TISAB溶液的標準溶液（不少于燒杯的三分之二），并加入攪拌珠。

③ 取低濃度的標準溶液于攪拌器上，低速攪拌溶液，將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液，等儀器顯示值穩定后，按[CAL]鍵，屏上出現C1、“CAL”閃動，見屏上出現穩定的笑臉，再按[CAL]鍵，屏上出現預設的數據、并閃動，至出現END。之后屏上出現C2。

④ 接著取出電極，用濾紙吸干。取高濃度的標準溶液于攪拌器上，低速攪拌溶液，將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液，等儀器顯示值穩定后，見屏上出現穩定的笑臉，再按[CAL]鍵，屏上出現預設的數據、并閃動，至出現END。儀器自動進入測量狀態。

⑤ 校準完成后，將電極浸入去離子水中清洗至儀器顯示高于5.00，或濃度值低于10-5

mol/L，吸干。

  3、樣品測量：

取二只50ml燒杯倒入注入己加入TISAB溶液的樣品溶液，并加入攪拌珠。

取樣品溶液的燒杯置于攪拌器上，低速攪拌溶液，將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液，等儀器顯示值穩定后（屏上出現穩定的笑臉），讀取屏上顯示值。然后，將一對電極浸入去離子水中清洗，吸干。

取另一個注入樣品的燒杯置于攪拌器上，低速攪拌溶液，將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液，等儀器顯示值穩定后（屏上出現穩定的笑臉），讀取屏上顯示值。需要讀取mol/L、mg/L或ppm等單位，可按[UNIT]鍵。

二次測量平均值經數據處理后，為樣品的水質硬度含量。

測量完畢，將一對電極浸入去離子水中清洗，吸干，存放。儀器的電源關閉。

四、注意事項：

1、根據測量的水質硬度離子濃度選擇合適的校準溶液，一般選擇相差二個級差的標準溶液校準儀器。對于測量低濃度的水質硬度離子或進行準確度高的測量，建議選擇相差一個級差的標準溶液校準儀器。被測樣品的濃度應該在校準溶液濃度之間。下表供參考：

2、為了提高測量的準確度，建議在*次測量樣品后，再重復校準一次。可能樣品溶液中存在干擾離子，影響電位的測量，給出錯誤的結果。重復校準可以將干擾離子作為本底消除，獲得正確的測量結果。

3、低濃度的校準溶液，必須隨用隨配。

4、對氟離子選擇電極有干擾的離子：10-3mol/LCa2+/Mg2+時，大允許含量：3×10-2

mol/LNa+、3×10-5mol/LCu2+,Zn2+、6×10-5mol/LFe2+、10-4mol/LNi2+,Sr2+、6×10-4

mol/LBa2+。需要選擇適當的TISAB，來絡合、隱蔽干擾離子、提供相同的離子強度和調節溶液的pH值至適當的范圍。

5、測量工作結束，應將水質硬度離子選擇性電極洗凈、吸干，存放。長期不用時，將電極敏感膜頭取下，吸干溶液，存放。　　

水質硬度計的配套試劑

一、0.2mol/L水硬度標準溶液(貯備液)：

優級純(GR)氯化鈣(CaCl2，111.015g/mol·L-1)和氯化鎂(MgCl2，95.21g/mol·L-1)試劑需在150℃下烘3小時，然后放入干燥器中冷至室溫。稱取14.7617g氯化鈣于燒杯中，用蒸餾水溶解；稱取6.3791g氯化鎂于燒杯中，用蒸餾水溶解。將二個溶液合并，并轉入1000ml容量瓶中，用蒸餾水加至刻度、混合、備用。

標定： 見附錄。

二、總離子強度調節劑(TISAB)：

濃縮型離子強度調節劑0.6mol/L碳酸氫鈉溶液（1升）。稱取50.406g碳酸氫鈉于燒杯中，用蒸餾水溶解，并稀至1升。

    使用時每20ml標準溶液或者樣品溶液加4滴濃縮型離子強度調節劑。

三、電極的內溶液：

    0.01mol/L水硬度標準溶液。

  注：配標準溶液用的試劑為優級純(GR)，其余為分析純(AR)。

 

附錄：            水質硬度校準溶液的標定（EDTA滴定法）

水質硬度校準溶液的標定采用EDTA絡合滴定法，反應式如下：

        Ca2+ + H2Y2- ? 2H+ + CaY2-

        Mg2+ + H2Y2- ? 2H+ + MgY2-

EDTA絡合劑與金屬離子按1 ：1 mol/L離子反應。

1 試劑：

1.1 0.01mol/L EDTA標準滴定溶液：

EDTA鈉鹽（Na2Y·2H2O）3.723克,溶于蒸餾水，轉入1L容量瓶中，用蒸餾水加至刻度。混合，裝入聚乙烯試劑瓶，備用。

1.2 鉻黑T指示劑：

0.5克鉻黑T、 4.5克鹽酸羥胺，溶于100毫升95%乙醇。裝入滴瓶中，備用。

1.3 pH10緩沖溶液：

16.9克NH4Cl，143ml氨水，用蒸餾水溶解，加至250ml。裝入聚乙烯試劑瓶，備用。

2  儀器、設備：

2.1 電子天平      200g  感量0.1mg             一臺；

2.2 酸式滴定管       50ml                      一支；

2.3 容量瓶  *    250ml    一只；  1000ml    五只；

2.4 移液管  *                         25ml  四支；

2.5 錐形瓶        150ml                        四只；

2.6 滴瓶          100ml                        一只；

2.7 洗瓶          500ml                        一只；

2.8 燒杯      50ml  四只；100ml  二只； 500ml  二只；

2.9 滴定管架                                   一只。

3  滴定步驟：

3.1 準備好滴定管，并加EDTA標準滴定溶液至滿度，記錄滴定管內液體示值v1。

3.2 用移液管取25ml試樣于錐形瓶中，并加入25ml蒸餾水。

3.3 加入5mlpH10緩沖液，1-2滴鉻黑T指示劑。

3.4 溶液呈酒紅色絡合物。

3.5 用EDTA標準溶液滴定，使溶液顯示藍色（取蒸餾水25ml，加入5mlpH10緩沖液，1-2滴鉻黑T指示劑，溶液呈蘭色，作為參考色），即至終點。記錄滴定管內液體示值v2。

3.6 重復3.2到3.5步驟，再測量同樣品的一份試樣。取滴定前后滴定管內液體的平均值，并求出滴定水樣用EDTA毫升數N1。

3.7 重復3.2到3.5步驟，蒸餾水代替水樣，空白硬度的滴定。求出滴定空白樣品用EDTA毫升數N2。

4 樣品硬度的計算：

按下式計算水樣硬度：

      mx = （N1－N2）×m0÷N 

式中：mx— 水樣中硬度濃度，mol/l ；

      m0— EDTA標準溶液的濃度，mol/l；

          N1— 滴定水樣用EDTA量，ml；

          N2— 滴定空白樣品用EDTA量，ml；

          N — 水樣體積，ml。

5 備注：

5.1 等當點顏色的應為暗藍色，在暗藍色前為亮藍色。可用空白溶液加鉻黑T指示劑作對照。

5.2 當顏色淡的時候，多加些鉻黑T指示劑，便于觀察溶液顏色的變化。