【水硬度测定的实验原理】水硬度是衡量水中钙、镁离子含量的重要指标，通常用于评估水质的软硬程度。水硬度的测定在环境监测、工业用水处理及生活饮用水管理中具有重要意义。本实验主要通过滴定法测定水样中的总硬度，其核心原理是利用乙二胺四乙酸（EDTA）与钙、镁离子形成稳定的络合物，通过指示剂判断反应终点，从而计算出水样的硬度值。
实验原理总结
1. 水硬度的定义：水硬度是指水中溶解的钙、镁盐类的总量，通常以碳酸钙（CaCO₃）的毫克/升（mg/L）表示。
2. 测定方法：采用络合滴定法，使用EDTA标准溶液作为滴定剂，与水中的钙、镁离子发生络合反应。
3. 指示剂的作用：在pH为10的条件下，加入铬黑T指示剂，当EDTA与钙、镁离子完全络合后，溶液颜色由酒红色变为蓝色，表示滴定终点。
4. 计算公式：
$$
\text{水硬度} = \frac{V_{\text{EDTA}} \times C_{\text{EDTA}} \times 100.09}{V_{\text{水样}}} \quad (\text{单位：mg/L CaCO}_3)
$$
水硬度测定实验原理对比表
| 项目 | 内容说明 |
| 测定目的 | 确定水中钙、镁离子的总含量，评估水的硬度 |
| 测定方法 | 络合滴定法（EDTA滴定法） |
| 使用试剂 | EDTA标准溶液、氨-氯化铵缓冲液、铬黑T指示剂 |
| 反应条件 | pH=10（由氨-氯化铵缓冲液控制） |
| 滴定反应 | EDTA与Ca²⁺、Mg²⁺生成稳定络合物，反应式为：Ca²⁺ + EDTA → Ca-EDTA |
| 指示剂变色 | 铬黑T在Ca²⁺、Mg²⁺存在时呈酒红色，滴定至终点时变为蓝色 |
| 计算公式 | 水硬度 = (V_EDTA × C_EDTA × 100.09) / V_水样 （单位：mg/L CaCO₃） |
| 应用领域 | 环境监测、工业用水、生活饮用水等 |
通过上述实验原理和步骤，可以准确地测定水样的硬度，为后续水质分析提供重要数据支持。实验过程中需注意操作规范，确保结果的准确性与重复性。
