硬水
硬度的種類
概括地說,水有暫時硬度和永久硬度兩個硬度,兩個硬度加起來,就是水的總硬度(total hardness):
硬度測定
水中硬度檢測常採用乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法。
取適量水樣,將pH調整至10.0±0.1,加入少量指示劑,如Eriochrome Black T或Calmagite,此時水溶液會呈現酒紅色(為指示劑與水中部份金屬離子形成錯合物的顏色)。當加入EDTA滴定液時,EDTA會與游離的鈣或鎂離子生成溶解性的錯合物,當水中所有的鈣和鎂均形成錯合物後,再滴下的EDTA會搶走指示劑-金屬錯合物中的金屬離子並釋出指示劑,而使溶液由酒紅色變成指示劑本身於pH10之下所顯現的藍色,此時即為滴定終點。
於本滴定過程中必須有鎂離子存在方可產生正確的滴定終點,所以通常在緩衝溶液中會加入少量EDTA的鎂鹽,以供給足夠之鎂離子且無須做空白試驗的校正。另外,若不添加鎂鹽時也可使用反滴定方法,用過量的EDTA與鈣離子生成較為穩定的錯合物,之後再使用鎂離子或鋅離子溶液進行反滴定。
實驗中溶液pH值愈高,可增加終點辨色之靈敏度,但pH過高,會生成CaCO3與Mg(OH)2沉澱,另指示劑染料也會變色。故以EDTA滴定法測水中硬度,在pH 10.0±0.1可得滿意之結果,但滴定須在加入緩衝液後5分鐘內完成,使CaCO3沉澱之趨勢降至最低。
最後,由EDTA滴定用量換算求得水中硬度濃度,通常以mg CaCO3/L為單位表示。
硬水與軟水
根據世界衛生組織(WHO)所公佈之硬水與軟水的基準,依換算碳酸鈣之量為標準,0~60mg/L為軟水,60 ~120mg/L為中等程度的軟水,120~180mg/L為硬水,大於180mg/L為超硬水。
參考資料
- 曾昭桓、陳秀卿...等15位. . 台灣: 環境分析學會. 2012/04: 128–129 (中文).
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