‘壹’ 工业上根据水中钙离子和镁离子的含量划分软硬水
水的硬度(也叫矿化度)是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大,反之则小。1升水中含有10mmgCaO(或者相当于10mmgCaO)称为1度。
软水就是硬度小于8的水,如雨水,雪水,纯净水等;硬度大于8的水为硬水,如矿泉水,自来水,以及自然界中的地表水和地下水等。
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。
暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的,经煮沸后可被去掉,这种硬度又叫碳酸盐硬度。永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的,经煮沸后不能去除。以上两种硬度合称为总硬度。
当水滴在大气中凝聚时,会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最终随雨水落到地面上,然后渗过土壤到达岩石层,溶解石灰(碳酸钙和碳酸镁)产生暂时硬水。一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。
硬水有许多缺点:
1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀,降低洗涤效果。(利用这点也可以区分硬水和软水)
2.工业上,钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢,妨碍热传导,严重时还会导致锅炉爆炸。由于硬水问题,工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。
3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水,会造成肠胃功能紊乱,即所谓的“水土不服”;用硬水烹调鱼肉、蔬菜,会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值;用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分。
那么硬水毫无是处了吗?
不对,否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢 。原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家们调查发现,人的某些心血管疾病,如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比,水质硬度低,死亡率反而高。其实,长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定:饮用水的硬度不得超过25度 。
‘贰’ 工业水中钙镁离子的测定方法
巧了,我也是.听说过水体硬度的测定吗,水体硬度包括钙硬度和镁硬度,按照该方法,先测钙镁离子的含量,然后换算就可以了.以下摘抄的水体硬度的测定方法,其实你自己看参考资料是最好的.
110 总硬度的测定
——EDTA滴定法
本方法适用于循环冷却水和天然水中总硬度的测定。
1.原理
在pH=10时,乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)和水中的钙镁离子生成稳定络合物,指示剂铬黑T也能与钙镁离子生成葡萄酒红色络合物,其稳定性不如EDTA与钙镁离子所生成的络合物,当用EDTA滴定接近终点时,EDTA自铬黑T的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子而使铬黑T指示剂游离,溶液由酒红色变为兰色,即为终点。其反应如下:
Mg2++Hlnd2- Mglnd-+H+
Mglnd-+H2Y2- MgY2-+H++Hlnd2-
Ca2++Hlnd2- Calnd-+H+
Calnd-+H2Y2- CaY2-+H++Hlnd2-
式中Hlnd2-——铬黑T指示剂(蓝色);
Mglnd-——镁与铬黑T的络合物(酒红色);
H2Y2-——乙二胺四乙酸离子(无色)。
2.试剂
2.1 6mol/L盐酸溶液。
2.2 10%氨水:量取440mL氨水,稀释至1000mL。
2.3 1+1三乙醇胺溶液
2.4 铬黑T指示剂
称取0.5g铬黑T和4.5g盐酸羟胺,溶于100mL95%乙醇中,储于棕色瓶中。
2.5 pH=10氨-氯化铵缓冲溶液。
称取54g氯化铵,溶于200mL水中,加350mL氨水,用水稀释1000mL。
2.6 0.01mol/L EDTA标准溶液。
2.6.1 配制
称取乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8N2Na2�6�12H2O)3.72g溶于1000mL水中,摇匀。
2.6.2 标定
称取0.2g于800℃灼烧至恒重的基准氧化锌(称重至0.0002g)。用少许水湿润,加2mL 6mol/L盐酸溶液至样品溶解,移入250mL容量瓶中,稀释至刻度。吸取此溶液20mL,移入 250mL锥形瓶中,加30mL水,用10%氨水中和至pH7~8(稍有氨味),加5mL氨一氯化铵缓冲溶液,加2~4滴铬黑T指示剂,用EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为天蓝色。同时做空白试验。
2.6.3 计算
EDTA标准溶液摩尔浓度M(摩尔/升),按下式计算:
式中:G——氧化锌的重量,克;
V1—— EDTA溶液的用量,毫升;
V 0 ——空白试验EDTA溶液用量,毫升;
81.39——氧化锌摩尔质量,克/摩尔。
3.仪器
3.1 滴定管:25mL酸式。
4.分析步骤
4.1 吸取水样50mL,移入250mL锥形瓶中,加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液,2-4滴铬黑T指示剂,用0.01mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。
5.分析结果的计算
水样中总硬度含量X(毫克/升,以CaCO3计 ),按下式计算:
式中:V——滴定时EDTA标准溶液消耗体积,毫升;
M——EDTA标准溶液浓度,摩尔/升;
VW——水样体积,毫升;
100.08——碳酸钙摩尔质量,克/摩尔。
6.注释
6.1 若水样中有铁、铝干扰测定时,加1+1三乙醇胺1~3mL加以掩蔽。
6.2 若水样中有少量的锌离子时,取样后可加β-氨基乙硫醇0.5mL加以掩蔽,若锌含量高,可另测锌含量,而后从总硬度中减去。
6.3 若测定中有返色现象,可将水样经中速滤纸干过滤,除去悬浮的碳酸钙。
7.允许差
水中总硬度在300mg/L(以CaCO3计)时,平行测定两结果差不大于3.5mg/L。
8.结果表示
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的总硬度含量。
111 钙离子的测定
甲 EDTA滴定法
本方法适用于循环冷却水和天然水中钙离子的测定。
1.原理
钙黄绿素能与水中钙离子生成莹光黄绿色络合物,在pH>12时,用EDTA标准溶液滴定钙,当接近终点时,EDTA夺取与指示剂结合的钙,溶液莹光黄绿色消失,呈混合指示剂的红色,即为终点。
2.试剂
2.1 1+1盐酸溶液。
2.2 20%氢氧化钾溶液。
2.3 钙黄绿素酚酞混合指示剂
称取钙黄绿素0.2g和酚酞0.07g置于研钵中,再加入20g氯化钾,研细混匀,贮于广口瓶中。
2.4 0.01mol/L EDTA标准溶液。
同总硬度的测定。
3.仪器
3.1 滴定管:25mL。
3.2 移液管:5mL。
4.分析步骤
吸取经中速滤纸过滤的水样50mL,移入250mL锥形瓶中,加入1+1盐酸3滴,混匀,加热煮沸半分钟,冷却至50℃以下加5mL20%氢氧化钾溶液,再加约80mg钙黄绿素酚酞混合指示剂,用0.01mol/L EDTA标准溶液滴定至莹光黄绿色消失,出现红色即为终点。
5.分析结果的计算
‘叁’ 如何实现镁离子的富集利用海水晒烟后剩余的溶液再加入沉淀剂是否可取
1、镁离子的富集有两类方法:
物理方法:海水晒盐后的溶液已经实现了一定程度的富集.
化学方法:如入沉淀剂将海水中镁离子先沉淀下来,沉淀剂的选择应考虑沉淀能力及工业成本,通常选用的是石灰.
2、利用海水晒烟后剩余的溶液再加入沉淀剂是可取的,所发生反应是:
MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓ + CaCl2
‘肆’ 工业上常用于沉淀镁离子的试剂是什么(在海水淡化题中的)(为什么
都可以但石灰乳便宜,且后续过程可以去除钙离子
‘伍’ 提镁过程中如何提高经济效益为什么不用NaOH使镁离子沉淀这对你有什么启示
工业上一般采用电解熔融氯化镁的方法制得镁,副产品为氯气
至于加氢氧化钠有二个不足:
1.氢氧化钠太贵了,没经济效益
2.沉淀是氢氧化镁,加热后生成氧化镁,还是没有镁单质,需要再次处理,浪费资源
‘陆’ 工业上制取镁的生产步骤
向海水母液中加入大量石灰水,使镁离子作为氢氧化镁沉淀,滤出沉淀洗净后用盐酸酸化,提纯得纯净的氯化镁,然后在熔融状态下电解得到金属镁。
‘柒’ 什么物质可以沉淀镁离子
氢氧化钠,与镁离子生成氢氧化镁沉淀
‘捌’ 在海水提镁中如何实现对镁离子的富集,再简单说下理由
海水中镁的占有量仅次于溴和钠,位居第三。镁具有重量轻、强度高等特点。镁合金可用来制造飞机、舰艇;镁锂合金的重量最轻,又最耐热,因而在军事工业和民用企业上具有极其重要的意义。同时它被广泛应用于火箭、导弹、飞机制造业,以及汽车、精密机器等各个领域。各国钢铁工业的迅速发展,不仅对镁砂(氧化镁)的数量要求日益增多,而且也对炼钢所需的优质镁砂要求其杂质含量在2%~4%以下。这个要求用陆上天然菱镁矿烧结后制的镁砂是无法达到的。而且海水提取,早在60年代其纯度就已达到96%~98%,目前纯度又升至99.7%。如此超高纯度的镁砂,无疑最能满足冶金工业的特殊需要。
目前,从卤水中提取的产品主要是氯化镁、硫酸镁、氧化镁和氢氧化镁等。
用海水提镁时,先把海水抽入特大的池中,倒入石灰乳,便生成氢氧化镁的悬浊液。待沉淀沉降后取出沉淀,经洗涤后得到纯度很高的氢氧化镁。它没有多大用途,必须使它变成有用的氧化镁和金属镁。
氢氧化镁不稳定,受热后分解成氧化镁和水。
Mg(OH)2----MgO+H2O
要使+2价的镁离子得到电子而还原成单质镁,是比较困难的。如果用类似炼铁的方法冶炼镁,需要很高的温度。例如在2000℃下用焦炭还原氧化镁,才能制得单质镁。这样得到的镁常含有较多的杂质。
MgO+C----Mg+CO↑
因此,工业上常用电解法使镁离子在阴极得到电子,还原成单质镁。用电解的方法冶炼镁,先要获得含有镁离子的熔融液。在镁的化合物中,典型的离子化合物有氧化镁和氯化镁。氧化镁的熔点太高(2800℃),而氯化镁的熔点要低得多(714℃)。所以人们选择氯化镁作为电解制取镁的原料。
用盐酸溶解氢氧化镁(或氧化镁),再使溶液浓缩,就得到氯化镁。
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
在熔融的氯化镁中有能自由移动的镁离子。通入直流电后,氯离子向阳极移动,在阳极上失去电子,氧化成氯原子,两个氯原子结合成1个氯分子;镁离子向阴极移动,在阴极上得到电子,还原成单质镁。两个电极上发生的反应是
阳极:2Cl--2e=Cl2↑
阴极:Mg2++2e=Mg
总的电解反应方程式可以表示如下:
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
为了防止生成的镁在高温下被空气中的氧气氧化,电解时需要在特殊的真空环境下进行。
‘玖’ 请问工业上常用于沉淀镁离子的试剂是什么
熟石灰,比较便宜
‘拾’ 如何实现镁离子的富集利用海水晒烟后剩余的溶液再加入沉淀剂是否可取
1、镁离子的富集有两类方法:
物理方法:海水晒盐后的溶液已经实现了一定程度的富集。
化学方法:如入沉淀剂将海水中镁离子先沉淀下来,沉淀剂的选择应考虑沉淀能力及工业成本,通常选用的是石灰。
2、利用海水晒烟后剩余的溶液再加入沉淀剂是可取的,所发生反应是:
MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓ + CaCl2