飲用天然礦泉水 總硬度測(cè)定

 　　1. 測(cè)定范圍

　　本法主要干擾元素鐵、錳、鋁、銅、鎳、鈷等金屬離子，能使指示劑褪色，或終點(diǎn)不明顯。硫化鈉及氰化鉀可隱蔽重金屬的干擾，鹽酸羥胺將高鐵離子及高價(jià)錳離子還原為低價(jià)離子而消除其干擾。

　　2. 方法提要

　　當(dāng)水樣中有鉻黑T指示劑存在時(shí)，與鈣、鎂離子形成紫紅色螯合物，這些螯合物不穩(wěn)定常數(shù)大于乙二胺四乙酸鈣和鎂螯合物的不穩(wěn)定常數(shù)。當(dāng)pH=10時(shí)，乙二胺四乙酸二鈉先與鈣離子，再與鎂離子形成螯合物，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液呈現(xiàn)出鉻黑T指示劑的純藍(lán)色。由于鈣離子與鉻黑T指示劑在滴定到達(dá)等當(dāng)點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)不能呈現(xiàn)出明顯的顏色轉(zhuǎn)變，所以當(dāng)水樣中鎂含量很小時(shí)，需要加入已知量的鎂鹽，以使等當(dāng)點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)變清晰，在計(jì)算結(jié)果時(shí)，再減去加入的鎂鹽量，或者在緩沖溶液中加入少量絡(luò)合性中性乙二胺四乙酸鎂鹽，以保證明顯的終點(diǎn)。

　　3. 試劑

　　3.1 緩沖溶液(pH=10):將67.5g氯化銨溶解于300mL蒸餾水中，加氫氧化銨(p20=0.90g/mL)570mL，用純水稀釋至1000mL。

　　3.2 鉻黑T指示劑(5g/L):稱取0.5g鉻黑T(C20H12N3NaO7S)，溶于100mL三乙醇胺中。

　　3.3 硫化鈉溶液(50g/L):稱取5.0g硫化鈉(Na2S•9H2O)，溶于純水中，并稱釋至100mL。

　　3.4 鹽酸羥胺溶液(10g/L):稱取1.0g鹽酸羥胺(NH2OH•HCl)，溶于純水中，并稱稀釋至100mL。

　　3.5 氰化鉀溶液(100g/L):稱取10.0g氰化鉀(KCN)，溶于純水中，并稀釋至100mL(注意:此溶液劇毒!)。

　　3.6 乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液〔c(C10H14N2O8Na2•2H2O)=0.01mol/L〕:稱取3.72g乙二胺四乙酸二鈉(簡(jiǎn)稱EDTA-2Na)，溶解于1000mL蒸餾水中，按9.3.6.1～9.3.6.2標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。

　　3.6.1 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取0.6～0.7g純金屬鋅粒，溶于鹽酸溶液(1+1)中，置于水浴上溫?zé)嶂镣耆芙猓迫肴萘科恐校ㄈ葜?000mL，并按式(4)計(jì)算鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(c2):

　　c2(Zn)=m/65.38 ...........................(4)

　　式中: c2──鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

　　m──鋅的質(zhì)量，mg;

　　65.38──鋅的摩爾質(zhì)量，g。

　　3.6.2

　　吸取25.00mL鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.6.1)于150mL三角瓶中，加入25mL蒸餾水，加入幾滴氨水至有微弱氨味，再加5mL緩沖溶液(3.1)和4滴鉻黑T指示劑(9.3.2)，在不斷振蕩下，用EDTA-2Na溶液滴定至不變的天藍(lán)色，同時(shí)做空白試驗(yàn)，按式(5)計(jì)算EDTA-2Na溶液的濃度(c1):

　　c1〔EDTA-2Na〕=c2×V2/(V1-V0).....................(5)

　　式中:

　　c1──EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

　　c2──鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

　　V2──所取鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

　　V1──消耗EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

　　V0──空白試驗(yàn)消耗EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

　　4. 儀器

　　9.4.1 滴定管:25mL。

　　9.4.2 移液管:50mL，25mL和5mL。

　　9.4.3 三角瓶:150mL。

　　5. 分析步驟

　　9.5.1 吸取50mL水樣(若硬度過(guò)大，可少取水樣，用純水稀釋至50mL，若硬度過(guò)低，改用100mL)，置于150mL三角瓶中。

　　5.2 加入1～2mL緩沖溶液(3.1)，5滴鉻黑T指示劑(3.2)，立即用乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.6)滴定至溶液從紫紅色成為不變的天藍(lán)色為止，同時(shí)做空白試驗(yàn)，記下用量。

　　5.3 若水樣中含有金屬干擾離子，使滴定終點(diǎn)延遲或顏色發(fā)暗，可另取水樣，加入0.5mL鹽酸羥胺(3.4)及1mL硫化鈉溶液(3.3)或0.5mL氰化鉀溶液(3.5)再行滴定。

　　5.4 水樣中鈣、鎂含量較大時(shí)，要預(yù)先酸化水樣，并加熱除去二氧化碳，以防堿化后生成碳酸鹽沉淀，滴定時(shí)不易轉(zhuǎn)化。

　　6. 計(jì)算

　　ρ(CaCO3)以式(6)計(jì)算:ρ(CaCO3)=(V1-V2)×c×100.09×1000/V ..............................(6)

　　式中

　　ρ(CaCO3)──總硬度(以CaCO3計(jì))，mg/L;

　　V1──滴定中消耗EDTA-2Na溶液體積，mL;

　　V0──空白消耗EDTA-2Na溶液體積，mL;

　　c──EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

　　100.09──與1.00mLEDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液〔c(EDTA-2Na)=1.00mol/L〕相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜奶妓徕}的質(zhì)量;

　　V──所取水樣體積，mL。

　　7 .精密度和準(zhǔn)確度

　　同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)總硬度為108.5mg/L(以CaCO3計(jì))，其中包含33.5mg/L鈣,6.04mg/L鎂，以及0.69mg/L鉀，9.12mg/L鈉，溶解性總固體151mg/L的水樣，經(jīng)7次測(cè)定，其相對(duì)誤差為1.0%，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%。