Для датчиков качества воды и анализаторов жесткости обычно требуются специальные химические реактивы для завершения реакций и определения жесткости воды. Анализ жесткости в первую очередь направлен на ионы кальция (Ca²⁺) и ионы магния (Mg²⁺) в воде. Ниже приведены часто используемые реагенты и их функции:
1. Общие реактивы для анализа твердости
1.1 ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота)
- Функция: ЭДТА - хелатирующий агент, образующий устойчивые комплексы с ионами кальция и магния.
- Использование: В методах титрования в качестве титранта используется раствор ЭДТА, а конечная точка определяется по изменению цвета (обычно с помощью индикатора).
- Индикатор: Часто используется с Эриохромная черная T или Кальмагит (кальциево-магниевый индикатор).
1.2 Буферный раствор
- Функция: Поддерживает pH реакционной системы, чтобы реакция между ЭДТА и ионами кальция/магния протекала гладко.
- Общие буферные растворы:
- Буферный раствор аммиака и хлорида аммония (pH ≈ 10): Используется для титрования ЭДТА.
- Раствор гидроксида натрия: Используется для регулировки pH.
1.3 Индикатор
- Эриохромная черная T:
- Образует красный комплекс с ионами кальция и магния при pH 10.
- Раствор меняет цвет с красного на синий, когда ЭДТА полностью вступает в реакцию с ионами кальция и магния.
- Кальмагит:
- Похож на Eriochrome Black T, но более стабилен, подходит для более широкого диапазона водных условий.
1.4 Стандартный раствор кальция
- Функция: Используется для калибровки прибора или для проверки эффективности реагентов.
- Состав: Раствор с известной концентрацией ионов кальция (например, карбонат кальция, растворенный в соляной кислоте).
2. Принцип работы анализа твердости
2.1 Метод титрования
- Возьмите определенный объем пробы воды и добавьте буферный раствор, чтобы довести pH до 10.
- Добавьте индикатор (например, Eriochrome Black T), окрасив раствор в красный цвет.
- Титруйте раствором ЭДТА до тех пор, пока раствор не изменит цвет с красного на синий.
- Рассчитайте общую жесткость, исходя из количества израсходованного ЭДТА.
2.2 Колориметрический метод
- Смешайте образец воды с реагентами для начала цветной реакции.
- С помощью фотометра измерьте абсорбцию раствора и рассчитайте твердость по стандартной кривой.
2.3 Электродный метод
- Используйте ионоселективный электрод для кальция для прямого измерения концентрации ионов кальция в воде.
- Рассчитайте концентрацию ионов магния, вычтя концентрацию ионов кальция из общей жесткости.
3. Соображения по выбору реагентов
- Чистота реагента: Используйте высокоочищенные реагенты, чтобы избежать вмешательства примесей.
- Условия хранения:
- Раствор ЭДТА следует хранить в защищенном от света месте.
- Индикаторы и буферные растворы должны быть герметично закрыты, чтобы предотвратить их разложение.
- Безопасность: Некоторые реагенты (например, аммиак, соляная кислота) вызывают коррозию или раздражение. Во время работы используйте средства защиты.
Резюме
Распространенные реагенты, используемые в датчиках качества воды и анализаторах жесткости, включают ЭДТА, буферные растворы, индикаторы (например, Eriochrome Black T), и стандартные растворы кальция. Эти реагенты точно измеряют концентрацию ионов кальция и магния в воде с помощью титрования, колориметрии или электродного метода, определяя таким образом жесткость воды.