水質(zhì)硬度的概念

水質(zhì)硬度表示水中所含有鈣、鎂、鐵、鋁、鋅等離子的含量多少，通常以Ca2+、Mg2+含量計(jì)算，單位有兩種，種用毫克當(dāng)量/升表示，種用度表示。即1升水中相當(dāng)10mg Ca為1度。0-4度為很軟水，4-8度為軟水，8-16度為中度硬水，16-30度為硬水

水質(zhì)硬度的概念

水質(zhì)的硬度是表示水抵抗與肥皂產(chǎn)生肥皂泡的種性質(zhì)，是用來(lái)描述水中鈣和鎂含量的種舊概念。硬度有不同的種類(lèi)(總硬度、碳酸鹽硬度及其它硬度)，并且在不同家有不同的概念和定

硬度鹽類(lèi)般包括Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Sr2+、Te3+、Al3+等容易形成難溶鹽類(lèi)的金屬陽(yáng)離子，在般天然水中，主要是Ca2+、Mg2+，其它離子含量較少。因此，般常以水中的Ca2+、Mg2+總量作為硬度的定義。

具體地講，Ca2+、Mg2+總量稱(chēng)為總硬度，根據(jù)假想化合物的原理，考慮到水中陰離子的組成，又可把硬度區(qū)分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

如果水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂所引起的，這種硬度叫暫時(shí)硬度，因?yàn)檫@種硬度在煮沸時(shí)很容易成為沉淀析出。如：

Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O。

Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O。

如果水的硬度是鈣和鎂的碳酸鹽、氯化物等所引起的，稱(chēng)為非碳酸鹽硬度。這種硬度用般的煮沸方法不能從水中析出，故也稱(chēng)為*硬度

水質(zhì)硬度單位

用度表示硬度單位

硬度在不同家有不同的概念和定義，但各種硬度都是體積水中CaO或CaCO3的含量。

如：

1德度(符號(hào)為°d)是1升水中含有氧化鈣（CaO）10 mg，如用質(zhì)量濃度表示，則為

ρ（CaO）=10 mg/L

1法度(符號(hào)為°f)是在1升水里含有碳酸鈣（CaCO3）10 mg，如用質(zhì)量濃度表示，則為

ρ（CaCO3）=10 mg/L

1英度(符號(hào)為°e)是在1帝加侖水里含有碳酸鈣（CaCO3）1格令。相當(dāng)于在1升水里含有碳酸鈣（CaCO3）14.3 mg，如用質(zhì)量濃度表示，則為

ρ（CaCO3）=14.3 mg/L

美度相當(dāng)于1升水里含有碳酸鈣（CaCO3）1 mg，等于法度的十分之。如用質(zhì)量濃度表示，則為

ρ（CaCO3）=1 mg/L

蘇聯(lián)度與德度相同。

由于1L水的質(zhì)量近似1 kg，所以

ρ（CaO）=10 mg/L≈10 mg/1 kg= 1×10-5

下面把“度’’單位換成物質(zhì)的量濃度的方式表示。

根據(jù)公式： c=n/v，M=m/n，ρ=m/V，得：

c=m/(VM)=ρ/M

水質(zhì)硬度單位換算系數(shù)

用毫克當(dāng)量每升表示硬度單位

過(guò)去水質(zhì)硬度都是以當(dāng)量濃度的方式表示分析結(jié)果，具體應(yīng)用“毫克當(dāng)量/升(meq/L)’’作單位。它與舊硬度單位“度”的換算系數(shù)如下圖表所示．

原用的水質(zhì)硬度單位換算系數(shù)

因當(dāng)量濃度已廢除，原以“毫克當(dāng)量/L(meq/L)”為單位表示的，現(xiàn)要改用物質(zhì)的量濃度單位“毫摩/升(mmol/L)”表示。

水的硬度原以“毫克當(dāng)量/升(meq/L)”表示，測(cè)定的結(jié)果是Ca、Mg的總量，兩者各是多少，原來(lái)或無(wú)法區(qū)分。現(xiàn)改用物質(zhì)的量濃度表示，其單位用“mmol/L”，為使所得的數(shù)值與原用“meq/L"作單位時(shí)相同，應(yīng)選擇1/2 Ca2+、1/2 Mg2+做基本單元。

硬度是水中含有的Ca、Mg總量，用物質(zhì)的量濃度c表示時(shí)，在濃度c量的符號(hào)后具體寫(xiě)哪個(gè)離子代表基本單元都不合適，如果寫(xiě)成c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)，就容易被誤解為基本單元的是(1/2 Ca+1/2 Mg)，個(gè)Ca有個(gè)Mg，而事實(shí)上Ca、Mg的多少都是意的。

過(guò)去常以Me代表金屬離子，為了能將問(wèn)題表達(dá)清楚，現(xiàn)仍可用Me代表Ca、Mg。這樣硬度就可寫(xiě)為c(1/2Me)，但使用時(shí)定要注明Me為Ca、Mg的通式。

水的鈣、鎂含量測(cè)量中通常用EDTA作為滴定劑，由于已知不論是幾價(jià)的金屬離子與EDTA反應(yīng)，它們的計(jì)量數(shù)都是1，即總是按1：1的計(jì)量關(guān)系行，而Ca2+、Mg2+都是二價(jià)的，現(xiàn)將基本單元定為1/2 Ca2+、1/2Mg2+，這樣計(jì)算出c(1/2 Ca2+)、c(1/2 Mg2+)或c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)的數(shù)值與原用“meq/L”的數(shù)值是相等的，因此就可用原來(lái)的硬度值，所以水中鈣鎂含量計(jì)算公式的表達(dá)式為

c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)={n(1/2 Ca2+)+n(1/2 Mg2+)}/V(水樣)

測(cè)定水的鈣鎂含量中，通常用EDTA作滴定劑，滴定反應(yīng)式為

Me2++H2Y2-= MeY2-+2H+

式中：Me2+表示Ca2+，Mg2+，H2Y2-代表乙二胺四乙酸二鈉鹽離子。

根據(jù)等物質(zhì)的量規(guī)則，可求算n(1/2 Me2+)。

在滴定終點(diǎn)時(shí)：

n(1/2 Me2+)=n(1/2 Ca2+)+n(1/2 Mg2+)

=n(1/2 H2Y2-)

或

c(1/2 Me2+)V(1/2 Me2+)=c(1/2 H2Y2-)V(1/2 H2Y2-)

于是，水中鈣鎂含量為

c(1/2 Ca2++1/2 Mg2+)=c(1/2 H2Y2-)V(1/2 H2Y2-)/V(水樣)．

或c(1/2 Me2+) =c(1/2 EDTA)V(1/2 EDTA)/V(水樣) = 2c(EDTA)V(EDTA)/V(水樣)

上式中，因c(1/zB) =zc(B)，故c(1/2 EDTA) = 2 c(EDTA)；