XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG TỔNG
VÀ ĐỘ CỨNG CANXI TRONG NƯỚC

Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội
Khoa Môi Trường
Lớp ĐH3QM1 – Nhóm 1


NỘI DUNG BÀI THUYẾT TRÌNH:

I,Khái niệm về độ
cứng của nước

II,Các thang độ cứng

III,Xác định độ cứng
tổng

IV,Xác định độ cứng
canxi


I, Khái niệm về độ cứng của nước:


Nước cứng là nước có hàm lượng ion canxi và magie cao, ngược lại là nước mềm



Độ cứng của nước là một đại lượng dung để biểu thị hàm lượng của ion canxi và magie
trong nước. Chúng ta có thể chia ra làm ba loại:

Độ cứng canxi: chỉ do canxi gây ra
Độ cứng magie: chỉ do magie gây ra

Độ cứng tổng: do cả canxi và magie gây ra


Cũng có thể chia ra làm hai loại:


Độ cứng tạm thời (hay độ cứng cacbonat): gây ra bởi các muối của ion Ca2+ và Mg2+ với
ion CO32- và HCO3-, trong đó chủ yếu là HCO3- vì muối CO32- của Ca2+ và Mg2+ hầu như
không tan trong nước. Chúng ta có thể giảm được nó bằng nhiều phương pháp đơn giản. Trong
tự nhiên độ cứng tạm thời cũng thay đổi do sự tác động của nhiều yếu tố. Ví dụ như nhiệt độ…



Độ cứng vĩnh viễn: tạo bởi các muối khác của ion Ca2+ và Mg2+ như SO42-, Cl-… chỉ có thể
làm mềm được nước bằng phương pháp phức tạp và đắt tiền.


II, Các thang độ cứng (các đơn vị đo độ cứng)


Độ cứng Đức: 1 độ cứng (10HD) là độ cứng được gây ra bởi một hàm lượng canxi oxit 10mg/l
hoặc một nồng độ canxi oxit 0,178 mmol/l



Độ cứng Anh: 1 độ cứng Anh (10Clark) là hàm lượng Canxi cacbonat 14,3 mg/l hoặc một

nồng độ canxi cacbonat 0,143mm/l



Độ cứng Pháp: 1 độ cứng Pháp(10F) là độ cứng gây ra bởi một hàm lượng canxi cacbonat
10mg/l hoặc nồng độ canxi cacbonat 0,1 mm/l



Độ cứng Mỹ: Độ cứng Mỹ được biểu diễn bằng phần triệu (ppm) canxi cacbonat hoặc bằng
miligam canxi cacbonat trên lít, 1mg/l canxi cacbonat tương đương với nồng độ 0,01 mmol/l



Hiện nay thường sử dụng đơn vị độ cứng Mỹ


Các đơn vị đo độ cứng và hệ số chuyển đổi:
mmol/l

Đức
0DH

0Clark

Độ F

ppm

mmol/l


1

5,61

7,02

10

100

Đức

0DH

0,178

1

1,25

1,78

17,8

Anh

0Clark

0,143


0,80

1

1,43

14,3

Pháp

Độ F

0,1

0,56

0,70

1

10

Mỹ

ppm

0,01

0,056


0,070

0,1

1


III, Xác định độ cứng tổng (TCVN 6226:1996)
`1, Nguyên tắc:



Chuẩn độ tạo phức ion canxi và magie với dung dịch EDTA ở pH=10.
Dùng ETOO làm chỉ thị. Tại cuối điểm chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu đỏ sang
màu xanh
Ca2+H2Y2CaY2- + 2H+
Mg2+ + H2Y2MgY2- + 2H+

2, Phạm vi áp dụng:




Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ dung axit etylendiamintetraaxetic
(EDTA) để xác định tổng nồng độ canxi và magie ở trong nước ngầm, nước mặt và
nước uống
Không áp dụng phương pháp này cho nước thải và các loại nước có nồng độ muối
cao như nước biển. Nồng độ tối thiểu có thể xác định được là 0,05mmol/l



3,  Hóa Chất:




EDTA 0,02N : Pha từ muối Na2EDTA (C10H14N2O2Na2, 2H20) đã được sấy ở
800C trong 2 giờ

Trong đó :

 




Đệm amoni có pH=10: Pha từ NH4Cl khan và dung dịch NH3 (C%=25%, d= 0,98g/ml). Cân
0,792 gam NH4Cl khan hòa tan vào nước, chuyển vào bình định mức 100ml, thêm 6,38ml dung
dịch NH3 vào , định mức bằng nước cất đến vạch

CMNH3 =
=

C % ×10 × d
M

25% × 10 × 0,98
≈ 0,35M
17




Chỉ thị ETOO: trộn 0,05 g ETOO vào 10g NaCl đã sấy khô và nghiền mịn



Dung dịch Na2S 10%



Dung dịch KCN 5%


4, Tiến hành:
Dùng pipet lấy 50,0 ml dung dịch mẫu vào bình nón
dung tích 250ml

EDTA 0,02 N

Thêm vào bình nón: 4ml dung dịch đệm, chỉ thị
ETOO (khoảng ½ hạt gạo), 5 giọt dung dịch Na2S
10% và 5 giọt dung dịch KCN 5%. Dung dịch phải có
± tím.
pH = 10,0 0,1 và phải có màu đỏ hoặc
Chuẩn độ ngay bằng dung dịch EDTA 0,02 N từ
buret. Chuẩn độ nhanh từ lúc đầu và chậm dần khi
gần đến cuối. Tiếp tục thêm dung dịch EDTA khi
màu của dung dịch bắt đầu chuyển từ màu đỏ hoặc
tím sang màu xanh. Điểm cuối chuẩn độ là lúc ánh đỏ
cuối cùng biến mất . Sắc thái màu dung dịch không

thay đổi nếu them một giọt EDTA nữa. Ghi thể tích
EDTA tiêu tốn

Màu đỏ  Màu Xanh


LƯU Ý

Nếu thể tích EDTA tiêu tốn trong chuẩn độ nhỏ hơn 4,5 ml thì cần
tăng thể tích phần mẫu và tăng thể tích dung dịch đệm tương ứng
Nếu thể tích EDTA tiêu tốn trong chuẩn độ lớn hơn 20ml thì giảm thể
tích phần mẫu và thêm nước cho đủ 50ml


5, Tính kết quả:


 Độ cứng tổng: (tính theo mmol Ca2+, Mg2+/l) được tính theo Vcông thức:

(mmol Ca2+ + Mg2+ /l)


Độ cứng tổng(tính theo mg CaCO3/l) được tính theo công thức:
(mg CaCO3/l)

Trong đó:
V – Thể tích mẫu đem chuẩn độ (ml)
V1 – Thể Tích Dung dịch EDTA tiêu tốn (ml)
N – Nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA (N)



IV, Xác định độ cứng canxi (TCVN 6226:1996)

1, Nguyên tắc: Chuẩn độ tạo phức ion canxi với dung dịch EDTA ở pH=12-13 , dùng murexit
làm chỉ thị. Tại điểm cuối chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu đỏ sang tím hoa cà

2, Phạm vi áp dụng:


Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ xác định hàm lượng canxi trong nước ngầm,
nước bề mặt và nước uống sử dụng EDTA. Phương pháp này cũng có thể sử dụng đói với
nước đo thị và nước nguyên liệu dùng cho công nghiệp, với điều kiện là chúng không chứa
các chất gây nhiễu của kim loại nặng.



Phương pháp này có thể áp dụng với nước có hàm lượng canxi từ 2 đến 100mg/l (0,05-2,5
mol/l)



Đối với nước có hàm lượng canxi lớn hơn 100mg/l, mẫu phải pha loãng khi phân tích


3, Hóa Chất:


 EDTA 0,02 N: Pha từ muối Na2EDTA đã được sấy ở 800C trong hai giờ




Dung dịch NaOH 2M
Pha hóa chất:



Murexit:
0,05 g murexit
10g NaCl



Na2S 10%



KCN 5%

Trộn và nghiền mịn


4, Cách tiến hành:

EDTA 0,02 N

Màu đỏ  MàuTím hoa cà



Dùng pipet lấy 50,0 ml dung dịch mẫu vào bình

nón dung tích 250ml



Thêm vào bình nón: 2ml dung dịch NaOH 2M, chỉ
thị Murexit (khoảng ½ hạt gạo), 5 giọt dung dịch
Na2S 10% và 5 giọt dung dịch KCN 5%. Dung dịch
phải có pH= 12-13 và phải có màu đỏ



Chuẩn độ ngay bằng dung dịch EDTA 0,02 N từ
buret. Chuẩn độ nhanh lúc đầu và chậm dần khi đến
gần cuối. Tiếp tục them dung dịch EDTA khi màu
của dung dịch bắt đầu chuyển từ đỏ sang màu tím.
Điểm cuối của chuẩn độ là lúc ánh đỏ cuối cùng
biến mất. Sắc thái màu dung dịch không hay đổi nếu
thêm một giọt EDTA nữa. Ghi thể tích EDTA tiêu
tốn.


LƯU Ý

Nếu thể tích EDTA tiêu tốn trong chuẩn độ nhỏ hơn 4,5 ml
thì cần tang thể tích phần mẫu và tang thể tích dung dịch
NaOH 2M
Nếu thể tích EDTA tiêu tốn trong chuẩn độ lớn hơn 20ml thì
giảm thể tích phần mẫu và thêm phần nước cho đủ 50ml



5, Tính kết quả:


 Độ cứng canxi tính theo mmol Ca2+ /l được tính theo công thức:
(mmol Ca2+/l)



Độ cứng canxi (tính theo mg CaCO3/l) được tính theo công thức:
(mg CaCO3/l)

Trong đó:
V là thể tích mẫu đem chuẩn độ (ml)
V2 là thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn (ml)
N nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA (N)


CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!