若水樣中含有游離二氧化碳，則不存在碳酸鹽，可直接以甲基橙作指示劑進行滴定。

數(shù)據(jù)記錄與處理：各堿度組成按表3-2中公式計算，如V₂＞0，V₁=0，則水樣有HCO₃^-堿度，以物質(zhì)的量表示c(HCl)Vmmol，以CaCO₃計:

式中p(HCO₃^-)——HCO₃^-堿度，以CaCO₃計，mg/L；

c(HCl)——鹽酸標準溶液的濃度，mol／L；

V₂——甲基橙指示消耗的鹽酸溶液的體積，mL；

50.05——1/2摩爾CaC0₃的質(zhì)量，g/mol；

V_水——水樣體積，mL。

總堿度以物質(zhì)的量表示為c(HCl)(V₁+V₂)mmol，以CaC0₃計為:

式中 p(CaC0₃)——總堿度，以CaC0₃計，mg/L；

c(HCl)——鹽酸標準溶液的濃度，mol/L；

V₁——酚酞指示消耗鹽酸溶液的體積，mL；

V₂——甲基橙指示消耗鹽酸溶液的體積，mL；

50.05——二分之一CaC0₃的摩爾質(zhì)量，g/mol；

V——水樣體積，mL。

當水樣中總堿度小于20mg/L時，可改用0.0lmol/L鹽酸標準溶液滴定，或改用10mL容量的微量滴定管，以提高測定精度。標準溶液濃度的標定直接影響結(jié)果的準確度。

4、質(zhì)量控制

分析含43.50mg/L HCO₃^-的水樣，求總堿度的相對標準偏差、相對誤差和加標回收率應在允許差范圍。

二、總硬度

1、引導問題

水的硬度由溶解性鈣及較少的鎂形成，鈣主要來源于含鈣巖石(如石灰?guī)r)的風化溶解，是構(gòu)成動物骨骼的主要元素之一。鎂是含碳酸鎂白云巖以及其他巖石的風化溶解產(chǎn)物，濃度超過125mg/L時，還能起導瀉和利尿作用，一般天然地面水硬度較小，地下水、咸水的硬度較大。

在某些情況下，用戶可以耐受硬度超過500mg/L。許多生態(tài)學和流行病學的研究表明，硬度與心血管、高血壓、動脈硬化在統(tǒng)計學上呈顯著負相關(guān)。但水的硬度會影響用戶的可接受程度，如口感、結(jié)垢、降低洗滌效果等。根據(jù)鈣離子結(jié)合的陰離子不同，味閥值為100～300mg/L，鎂的味閥值可能低于鈣。不經(jīng)常飲硬水的人偶然飲硬水，會造成腸胃功能紊亂；用硬水烹調(diào)魚肉、蔬菜會因不易煮熟、生成草酸鈣沉積而破壞或降低營養(yǎng)價值；用硬水泡茶會改變茶的色香味，在水面上漂浮碳酸鈣浮垢；用硬水做豆腐不僅產(chǎn)量低，還會影響其成分。工業(yè)上，一般硬度在約200mg/L以上形成鈣鹽、鎂鹽沉淀，結(jié)垢，特別在加熱時更是如此，鍋垢妨礙熱傳導，嚴重時還會導致鍋爐爆炸，工業(yè)上每年因為硬水問題，設備、管線的維修和更換耗資數(shù)千萬元。硬水和肥皂反應產(chǎn)生不溶性沉淀，降低洗滌效果。硬水軟化可以使用離子交換法，離子交換是指相同電荷的離子在水相和固態(tài)樹脂相之間進行交換。將水通過弱酸性樹脂，鈣和鎂離子便被氫離子置換。氫離子與碳酸鹽和碳酸氫鹽的離子反應生成二氧化碳，達到水軟化的目的，當離子交換樹脂耗竭時(如氫離子已耗竭)，用鹽酸溶液可使其再生，陽離子交換樹脂還可用于除去某些重金屬。

有一些跡象表明，很軟的水會使礦物質(zhì)失衡，引起或加劇某些疾病。同時，硬度低于100mg/L的軟水因緩沖能力低，可能對水管有較強的腐蝕作用。

2、方案描述

總硬度(total hardness)是指由EDTA滴定法決定的鈣和鎂的總濃度，以mmol/L(ISO，1984)或CaC0₃(mg/L)(標準方法，1998)來表示。

EDTA和鈣離子、鎂離子在一定條件下可以發(fā)生絡合(或螯合)反應，因此總硬度可以利用EDTA作為標準溶液滴定水樣，根據(jù)EDTA在反應中的用量求出。

EDTA化學名稱為乙二胺四乙酸，可表示為(H₄Y)，但在水中溶解度小，一般制備為乙二胺四乙酸二鈉(Na₂H₂Y·2H₂0或Na₂EDTA·₂H₂0)使用，Na₂EDTA·₂H₂0受酸的影響，酸性較強時，EDTA與鈣、鎂離子反應受到削弱，測定不準確，一般要求兩離子與Na₂ H₂ Y·2H₂O反應的pH不小于10。

因為N_a2EDTA．2H₂O呈酸性，其溶液放在酸式滴定管中，錐形瓶或燒杯盛放水樣，加入一定量氨性緩沖溶液NH₃-NH₄C1調(diào)pHl0，加入混合型的靈敏指示劑MgY^2--鉻黑T，則水樣顏色變?yōu)樽霞t色，這是由于鈣離子轉(zhuǎn)換MgY^2-鉻黑T中鎂離子，鎂離子與鉻黑T結(jié)合成紫紅色或紫色絡合物產(chǎn)生的，反應方程式：

此時，鉻黑T游離出來，由于鉻黑T在pHl0下為純藍色，所以紫紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榧兯{色時，鈣、鎂離子與EDTA反應結(jié)束，兩者反應量之比為1∶1，根據(jù)EDTA的消耗量和準確的濃度求出1升水樣中的鈣、鎂離子的物質(zhì)的量(mm01)，換算為相當于CaCO₃的毫克數(shù)。

水中的鐵和鋁在pHl0的情況下，也能與Na₂EDTA·2H₂0反應，消耗過高的EDTA二鈉，可用三乙醇胺生成絡合物掩蔽。

緩沖溶液應貯存在聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶中，由于使用中反復開蓋使氨逸失而影響pH，緩沖溶液放置時間較長，氨態(tài)濃度降低時應重新配制。pH＜10時，鎂離子和EDTA反應不完全，消耗EDTA量少，pH＞10時，鎂部分沉淀，EDTA量也消耗偏少，造成滴定誤差，所以要保持pH值為10。鈣和EDTA反應時只要pH＞8即可。錳、鋅、銅、鈷、鋇、鍶、鉛等離子也能在pHlO時與EDTA反應，但含量較低，若有干擾時，需改用原子吸收光譜法或等離子體發(fā)射光譜法測定。水樣中鈣、鎂的重碳酸鹽含量較大時，要預先酸化水樣，并加熱除去二氧化碳，以防堿化后生成碳酸鹽沉淀，影響滴定反應的進行。水樣中含懸浮性或膠體有機物影響終點的觀察，預先將水樣蒸干并于550℃灰化，用純水溶解殘渣后再行滴定。鉻黑T在堿性溶液中易被空氣中氧及Mn⁴⁺、Ce⁴⁺氧化褪色失效，可配制成固體使用。

參考資料：實用水質(zhì)檢驗技術(shù)