EDTA滴定測定水質(zhì)鈣和鎂總量水樣稀釋后總硬度的計(jì)算

胡艷麗， 張海軍， 李曉曼， 余世東， 張自全

(南充市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 南充　637000)

· 環(huán)境監(jiān)測 ·

EDTA滴定測定水質(zhì)鈣和鎂總量水樣稀釋后總硬度的計(jì)算

胡艷麗， 張海軍， 李曉曼， 余世東， 張自全

(南充市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 南充637000)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“水質(zhì)-鈣和鎂總量的測定-EDTA滴定法(GB7477-87)”測定水樣的總硬度，當(dāng)水樣總硬度超過3.6mmol/L時需要稀釋，記錄稀釋因子F,采用稀釋因子F進(jìn)行修正計(jì)算。提出了稀釋后總硬度計(jì)算的數(shù)學(xué)公式，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明本文提出的計(jì)算公式是可行的。

總硬度； 稀釋； 計(jì)算公式； 水樣

測定地下水的總硬度，一般用EDTA滴定法(GB7477-87)[1～3]?？傆捕仁菧\層地下水水質(zhì)超標(biāo)最顯著的影響因素之一，在地下水水質(zhì)評價中占有重要地位。根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-1993)[4]，Ⅲ類是以人體健康基準(zhǔn)為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水，其標(biāo)準(zhǔn)值為450mg/L，一般來說地下水總硬度超標(biāo)較為常見，而根據(jù)GB7477-87要求，硬度超過3.6mmol/L(即360mg/L)水樣需要稀釋。如樣品經(jīng)過稀釋，需采用稀釋因子F進(jìn)行修正計(jì)算，但GB7477-87沒有提供樣品經(jīng)過稀釋后總硬度的具體計(jì)算公式。作者長期從事環(huán)境監(jiān)測工作，特別是對地下水總硬度測定有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。本文提出稀釋后總硬度計(jì)算的數(shù)學(xué)公式，與各位同仁一起探討。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

與國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB7477-87同。

1.2樣品測定

實(shí)驗(yàn)步驟按照GB7477-87測定要求操作。

2　結(jié)果與討論

2.1公式的提出

根據(jù)GB7477-87及相關(guān)文獻(xiàn)[5～8]，本文提出稀釋后水樣總硬度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型為：

式中：C為水樣的總硬度含量(mg/L);

C1為EDTA的濃度(mmol/L);

V1為EDTA的體積;

V0為50mL蒸餾水消耗EDTA的體積;

V為所取水樣的體積(50.0mL);

A為CaCO3的分子質(zhì)量;

F為水樣稀釋倍數(shù)。

2.2公式的驗(yàn)證

2.2.1空白用水的檢驗(yàn)

當(dāng)樣品需要稀釋時，稀釋用水很關(guān)鍵[9，10]?？瞻字蹈咭讕碚`差。故應(yīng)選擇空白較低的水作為稀釋水。本文分別對一次蒸餾水、二次蒸餾水、娃哈哈純凈水3種實(shí)驗(yàn)室空白水樣進(jìn)行分析，其50.0mL空白消耗EDTA的體積分別為0.40mL、0.20mL和0.10mL。由此可見，為減少稀釋空白帶來的誤差，分析水樣總硬度時，稀釋用水選擇娃哈哈純凈水最佳。本實(shí)驗(yàn)稀釋用水均為娃哈哈純凈水。

2.2.2準(zhǔn)確度驗(yàn)證

用國標(biāo)方法對國家標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所樣品進(jìn)行稀釋和不稀釋的比對分析，以確保本文提出的方法準(zhǔn)確度[11]，國家標(biāo)準(zhǔn)樣品1和2的的推薦值分別為220±11mg/L和120±5mg/L，均小于360mg/L。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1，標(biāo)樣1和標(biāo)樣2不稀釋時測定總硬度的值分別為221.5mg/L和122.5mg/L，稀釋2倍時由本文公式計(jì)算的總硬度分別為220.5mg/L和120.5mg/L，其測定值均在推薦值范圍之內(nèi)，且稀釋2倍的測定值與不稀釋的值非常吻合。說明本文提出的稀釋后水樣總硬度的計(jì)算公式是可靠的。

表1　國家標(biāo)準(zhǔn)樣品稀釋和不稀釋時總硬度測定值的比對

2.2.3水樣不同稀釋倍數(shù)比對

本實(shí)驗(yàn)對實(shí)際水樣進(jìn)行不同稀釋倍數(shù)的對比，所選實(shí)際水樣的總硬度均大于360mg/L，按照標(biāo)準(zhǔn)[1]要求應(yīng)稀釋后分析其總硬度。根據(jù)筆者多年經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)水樣的總硬度太大時，如果不稀釋直接測定，將導(dǎo)致滴定過程較長，易出現(xiàn)假性滴定終點(diǎn)(即由紫紅色變?yōu)樘焖{(lán)色時，1min之內(nèi)可能又變回紫紅色)，從而導(dǎo)致滴定終點(diǎn)不好掌握，造成較大誤差。

經(jīng)多次試驗(yàn)，本文選擇4個有代表性的水樣，進(jìn)行水樣不同稀釋倍數(shù)后總硬度比對，由表2可知，4個水樣稀釋2倍和稀釋4倍的測定值比較相符，可以認(rèn)為本文提出的稀釋水樣總硬度的計(jì)算公式是可行的。同時，水樣1、水樣2和水樣3的總硬度雖然超過了GB7477-87規(guī)定的360mg/L，由于超的幅度不大，不稀釋時測定的結(jié)果依然與稀釋后測定結(jié)果比較相符，但是水樣4由于水樣總硬度很大，其水樣不稀釋時總硬度的測定結(jié)果明顯偏低。事實(shí)上，水樣4滴定時出現(xiàn)了假性終點(diǎn)，故水樣4不稀釋時測定誤差較大，必須稀釋才能有可靠的結(jié)果。

表2　實(shí)際水樣不同稀釋倍數(shù)總硬度測定值的比對

3　結(jié)　論

3.1娃哈哈純凈水的空白值較低，50.0mL娃哈哈純凈水僅消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積0.10mL，適合作為本實(shí)驗(yàn)的稀釋用水。

3.2通過對國家標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行稀釋和不稀釋的比對，表明其稀釋和不稀釋時的測定值均在標(biāo)準(zhǔn)樣品的真值范圍之內(nèi)，且稀釋2倍時通過本文公式計(jì)算所得值與不稀釋的測定值非常吻合，說明本文提出的稀釋后水樣總硬度的計(jì)算公式是可靠的。

3.3當(dāng)實(shí)際水樣的總硬度大于360mg/L時，需稀釋后測定。本文對實(shí)際水樣進(jìn)行不同稀釋倍數(shù)的比對，表明實(shí)際水樣稀釋2倍和稀釋4倍時，通過本文公式計(jì)算所得值均比較相符，可以認(rèn)為本文提出的稀釋水樣總硬度的計(jì)算公式是可行的。

[1]GB7477-87，水質(zhì)-鈣和鎂總量的測定-EDTA滴定法[S].

[2]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補(bǔ)版)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2006.415-418.

[3]GB/T 5750.4-2006, 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法感官性狀和物理指標(biāo)[S].

[4]GB/T14848-1993，地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]梁景波，袁東暉，黃錦燕,等. 水中總硬度測量不確定度的評定[J]. 中國環(huán)境監(jiān)測，2006, 22(3): 35-38

[6]蔣艷鳳,董超萍. 生活飲用水總硬度測量結(jié)果的不確定度評定[J]. 化學(xué)分析計(jì)量，2005, 14(4): 8-10.

[7]劉穎彥，鄧玉菡，刁文穎. 乙二胺四乙酸二鈉滴定法測定生活飲用水總硬度不確定度的評估[J]. 化工管理, 2014，(6): 104-105.

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[9]張昌玲，訾香梅. EDTA滴定法測定總硬度的檢出限驗(yàn)證分析[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督, 2014，(1): 6-10.

[10]胡慶蘭，張小月. 水的總硬度測定的半微量研究[J]. 湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014, 31(2): 6-8.

[11]楊俊華，黃藝蘭.實(shí)驗(yàn)室總硬度分析質(zhì)量控制試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及結(jié)果分析[J]. 大眾科技, 2012, 14(7): 131-133.

Calculation of Total Hardness for Determination of Calcium and Magnesium in Water by EDTA Titration after Dilution

HU Yan-li, ZHANG Hai-jun, LI Xiao-man,YU Shi-dong, ZHANG Zi-quan

(NanchongEnvironmentalMonitoringCenter,Nanchong,Sichuan637000,China)

In the determination of the total hardness of water samples, according to the national standard method for determination of total calcium and magnesium by EDTA titration, water samples need to be diluted when the total hardness exceeded 3.6mmol/L, and the dilution factor F needs to be recorded and used for correction calculation. This article proposed the mathematical formula of total hardness after dilution, and the experiment results showed that this formula was practical.

Total hardness; dilution; calculation formula; water sample

2014-09-16

胡艷麗(1983-)女，河南周口人，2008年畢業(yè)于重慶大學(xué)物理化學(xué)專業(yè)，理學(xué)碩士，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測與評價和環(huán)境生態(tài)保護(hù)研究。

張海軍，zhangnavy@163.com。

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1001-3644(2015)01-0071-03