水的硬度

水的硬度最初是指水中鈣、鎂離子沉澱肥皂水化液的能力，其中包括碳酸鹽硬度。水的硬度的表示方法有多種，我國採用的表示方法與德國相同。

基本介紹

• 中文名：水的硬度
• 所指：水中鈣、鎂離子沉澱肥皂水能力
• 我國用表示法：與德國相似
• 德國度：德國1個德國度
• 美國度：美國1個美國度
• 法國度：法1個法國度(1ºfH)
• 英國度：1個英國度(1ºeH)

基本概念

水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度（即通過加熱能以碳酸鹽形式沉澱下來的鈣、鎂離子，故又叫暫時硬度）和非碳酸鹽硬度（即加熱後不能沉澱下來的那部分鈣、鎂離子，又稱永久硬度）。

硬度分類

碳酸鹽硬度

碳酸鹽硬度：主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂]所形成的硬度，還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經加熱之後分解成沉澱物從水中除去，故亦稱為暫時硬度。

非碳酸鹽硬度

非碳酸鹽硬度：主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去，故也稱為永久硬度，如CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂、Ca(NO₃)₂、Mg(NO₃)₂等。

碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度；水中Ca²⁺的含量稱為鈣硬度；水中Mg²⁺的含量稱為鎂硬度；當水的總硬度小於總鹼度時，它們之差，稱為負硬度。

以碳酸鈣濃度表示的硬度大致分為：

0~75mg/L 極軟水

75~150mg/L 軟水

150~300mg/L 中硬水

300~450mg/L 硬水

450~700mg/L 高硬水

700~1000mg/L 超高硬水

>1000mg/L 特硬水

表示方法

硬度的表示方法尚未統一，我國使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測得的鈣、鎂折算成 CaO 的質量，即每升水中含有 CaO 的毫克數表示，單位為 mg·L^-1 ；另一種以度計：1硬度單位表示10萬份水中含1份CaO（ 即每升水中含 10mgCaO），1° =10ppmCaO 。這種硬度的表示方法稱作德國度。

以下為不同國家的表示方法。

德國度(ºdH): 1L水中含有相當於10mg的CaO，其硬度即為1個德國度(1ºdH)。這是我國目前最普遍使用的一種水的硬度表示方法。

美國度(mg/L): 1L水中含有相當於1mg的CaCO₃，其硬度即為1個美國度。

mmol/L: 1L水中含有相當於100mg的CaCO₃，稱其為1 mmol/L的硬度。

法國度(ºfH): 1L水中含有相當於10mg的CaCO₃，其硬度即為1個法國度(1ºfH)。

英國度(ºeH): 1L水中含有相當於14.28mg的CaCO₃，其硬度即為1個英國度(1ºeH)。

水的硬度通用單位為mmol/L，也可用德國度（ºdH）表示。其換算關係為:1mmol/L=5.6 德國度（ºdH）

國家《生活飲用水衛生標準》規定，總硬度（以CaCO₃計）限值為450mg/L。

減小方法

在生活中，通常用煮沸的方法。在實驗室中，用蒸餾的方法。

現代技術的發展，反滲透已經基本滲透到民用、工業領域。反滲透的核心組件是一種稱作反滲透膜的人工合成材料，能夠實現降低水中各種離子，實現硬度的降低。不過反滲透不僅僅降低的是硬度，而是去除離子，生產“去離子水”也就是所謂純淨水。飲用純淨水已經普通用該方法生產，生產速度比蒸餾快，成本低。

測試方法

測試步驟

在一份水樣中加入 pH=10.0 的氨性緩衝溶液和少許鉻黑T指示劑（藍色），鉻黑T指示劑優先與Mg²⁺配位，生成紅色配合物使溶液呈紅色；然後用EDTA標準溶液滴定時， EDTA 先與游離的Ca²⁺ 配位，再與Mg²⁺ 配位；在計量點時， EDTA 從MgIn-(配合物)中奪取Mg²⁺ ，從而使鉻黑T指示劑游離出來，溶液的顏色由紅變為純藍，即為終點。

水硬度測試盤

當水樣中Mg²⁺ 極少時，由於CaIn- 比 MgIn- 的顯色靈敏度要差很多，往往得不到敏銳的終點。為了提高終點變色的敏銳性，可在 EDTA標準溶液中加入適量的 Mg²⁺（在EDTA 標定前加入，這樣就不影響EDTA與被測離子之間的滴定定量關係），或在緩衝溶液中加入一定量的Mg—EDTA 鹽。

水的總硬度可由EDTA 標準溶液的濃度cEDTA 和消耗體積 V₁（ml）來計算。以CaO 計，單位為 mg/L。

注意事項

測定總硬度時用氨性緩衝溶液調節pH值。

注意加入掩蔽劑掩蔽干擾離子，掩蔽劑要在指示劑之前加入。

測定總硬度的時候在臨近終點時應慢滴多搖。

測定時要是水溫過低應將水樣加熱到30～40℃再進行測定。