几种市售矿泉水硬度的测定*

周　鹏，罗晓宇，陈治梁，王译伟

(1 西南医科大学临床医学院，四川　泸州　646000；2 西南医科大学基础医学院，四川　泸州　646000)



几种市售矿泉水硬度的测定*

周鹏1，罗晓宇1，陈治梁1，王译伟2

(1 西南医科大学临床医学院，四川泸州646000；2 西南医科大学基础医学院，四川泸州646000)

在一定条件下，以铬黑T(EBT)为指示剂，NH3·H2O-NH4Cl为缓冲溶液，在此条件下，EDTA会与Ca、Mg离子形成较稳定的配合物，从而可测定矿泉水中的Ca、Mg总量，根据几种矿泉水的硬度来引导人们选择适合自己的饮用矿泉水。研究发现，本次实验所测定的五种矿泉水的硬度均未超出国家标准范围。结果表明，几种不同品牌市售矿泉水的硬度存在较大差别，建议消费者应该根据自身的健康状况选择适合自己的饮用矿泉水。

矿泉水；硬度；测定

水的硬度是指溶解在水中的钙、镁盐的含量，而钙、镁盐是人体内必须的无机盐，在机体内发挥着重要的作用，其含量过多或过少都会对机体造成严重的影响[1]。已有研究表明饮用水的硬度与死亡率和发病率存在着相互关系，并且与心血管疾病呈逆相关关系[2]，可以说饮用水的硬度与人体的健康息息相关，选择合适的饮用矿泉水是十分有必要的。而目前市售矿泉水的种类很多，怎样选择合适的矿泉水呢？针对这一问题，通过络合滴定法测定几种矿泉水的硬度，判断其是否在《生活饮用水卫生标准》范围内，并对各个品牌的矿泉水硬度作对比分析。这样就可以根据自身的身体状况和地区饮用水的差异，来选择适合自己的饮用矿泉水了。

1　实　验

测定水的硬度可分为水的总硬度的测定和钙镁硬度的测定两种类型。前者是指测定钙、镁总量，最后以钙进行计算，后者是指分别测定钙、镁含量。两者并无较大差别，都能客观反映水的硬度。本实验测定的是矿泉水的总硬度，采用络合滴定法，用EDTA直接滴定水中Ca、Mg的总量。在一定条件下，以铬黑T(EBT)为指示剂，NH3·H2O-NH4Cl为缓冲溶液，在此条件下，EDTA会与Ca、Mg离子形成较稳定的配合物，从而可测定水中Ca、Mg总量，然后以Ca换算成德国度来表示。选择此法，是因为该种方法是一种较为普遍的测定水硬度的方法，其操作较为简便，快速，并且成本不高、经济、实用，可以得到较为准确的结果。

1.1材料与仪器

5种市售矿泉水，重百超市购买。

1:1盐酸；1:2氨水；NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10)；0.5%铬黑T(EBT)指示剂；乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y·2H2O)；50%三乙醇胺。

酸式滴定管(50 mL)；分析天平；锥形瓶(250 mL)；表面皿；烧杯(100 mL)；容量瓶(250 mL，500 mL)；移液管(25 mL，50 mL)。

1.2矿泉水硬度测定的步骤及数据记录

本次实验把5个矿泉水样本分为两组，第一组包括某品牌1和某品牌2。第二组包括某品牌3、某品牌4和某品牌5。两组样本均在相同实验条件下进行，并且实验误差均经过校正。

第一步：Zn2+标准溶液的配置。用分析天平准确称取ZnO的量为0.3934 g，置于100 mL烧杯中，加10 mL 1:1盐酸，盖上表面皿，加热，使之完全溶解，并用水洗表面皿及烧杯壁，将溶液转移至500 mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，转移至聚乙烯塑料瓶内保存。

Zn2+标准溶液浓度计算公式：

CZn2+=mZnO/MZnO·V

通过以上公式计算得出Zn2+标准溶液的浓度为9.67×10-3mol/L。

第二步：EDTA标准溶液的配置与标定。

(1)EDTA标准溶液的配置。称取1.88 g乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y·2H2O)溶于500 mL蒸馏水中，并转移至容量瓶，摇匀。

(2)EDTA标准溶液浓度的标定。用25 mL移液管准确移取Zn2+标准溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL氨性缓冲溶液和3滴EBT指示剂，用EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为滴定终点。两组样本分两次滴定，每组平行滴定三次。

EDTA的浓度计算公式：

CEDTA=CVZn2+/VEDTA

其中上式各个量的单位为C：mol/L， V：mL，VEDTA：mL。

通过以上公式计算得出两组EDTA的标定结果如表1所示。

表1　EDTA标定结果Table 1　Calibration result of EDTA

第三步：矿泉水的总硬度测定。用25 mL移液管取待测矿泉水25 mL于锥形瓶中，加氨性缓冲溶液6 mL，50%三乙醇胺溶液3 mL，EBT指示剂3滴，用EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点，分别对5种矿泉水进行测定，每种品牌的矿泉水平行测定三次。实验记录如表2所示。

表2　矿泉水硬度测定实验记录Table 2　Experimental record of hardness measurement of mineral water

2　结果与讨论

2.1结果

总硬度的计算公式：

总硬度(mg/L)=CVEDTA×MCaO×103/V水

其中上式各个量的单位为C：mol/L， V：mL， MCaO：56.08 g/mol，V水：mL。

根据以上公式可以计算出矿泉水的硬度，如表3所示。

表3　五种品牌矿泉水的硬度Table 3　Hardness of five kinds of brand mineral water

2.2讨论

络合滴定法是目前最常用的测定水硬度的方法，因为其有许多优点，所以被广泛采用，但是也存在局限性，其易受环境因素的影响，这些环境因素会影响水的总硬度的测定[3]。因此，在实验时一定要注意相关问题，对于存在的干扰离子要进行消除。比如在实验中为了屏蔽铁离子的干扰，在加缓冲溶液之前还加入了适量的三乙醇胺溶液，并加快滴定速度，这样就能消除铁离子对实验结果的影响。此外还有温度、pH、结果的判断等，这些问题如果能得到解决将极大地提高实验结果的可靠性和准确性[4]。因此严格控制实验条件，熟练掌握实验操作是十分有必要的。

3　结　论

我国《生活饮用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能超过25度[5]，本次实验所测定的五种矿泉水均未超出标准范围。并且，其中有三种品牌的矿泉水厂家额外对自身矿泉水中的矿物质含量标准进行了说明。某品牌1的标准是钙含量在8.0～25.6 mg/L之间，我们测得的结果为24.24 mg/L，某品牌2的标准是钙含量在2.0～15.0 mg/L之间，测得结果为13.81 mg/L，某品牌3的标准为钙含量大于4 mg/L，测得结果为21.34 mg/L。某品牌1、2、3的钙含量均在其规定标准范围内。

[1]陈杰,金绍祥,杨正良.矿泉水中锌、铁含量和硬度测定浅析[J].贵州化工,2010,35(6):21-24.

[2]何宏,席倩.水的硬度与健康[J].饮料工业,1999,2(5):7-9.

[3]曲仪,聂风华.天然水的总硬度的测定[J].环境保护科学,1998(86):28-29.

[4]孙芹.两种铬黑T指示剂在水硬度测定中的比较[J].沈阳医学,2003,23(2):82.

[5]修景会,权迎春,关丽萍.配位滴定法测定不同来源水的硬度[J].时珍国医国药,2007,18(9): 23.

Determination of Hardness of Several Commercial Mineral Water*

ZHOU Peng1, LUO Xiao-yu1, CHEN Zhi-liang1, WANG Yi-wei2

(1 Department of Clinical Medicine, Southwest Medical University, Sichuan Luzhou 646000;2DepartmentofBasicMedicine,SouthwestMedicalUniversity,SichuanLuzhou646000,China)

Under certain conditions, the chromium black T (EBT) was used as the indicator, and the NH3·H2O-NH4Cl was used as buffer solution. Under these conditions, EDTA will form a more stable complex with Mg and Ca ions, so that the total amount of Ca and Mg in mineral water can be determined. The hardness of several mineral water can guide people to choose their own drinking mineral water. The results showed that the hardness of the five mineral water measured in this experiment did not exceed the national standard. The results showed that there was a big difference between the hardness of several different brands of mineral water, it was suggested that consumers should choose their own drinking mineral water according to their own health conditions.

mineral water; hardness; determinate

国家级大学生创新创业训练计划项目(20140632024)；西南医科大学2014年校级大学生科研项目。

周鹏(1995-)，男，西南医科大学临床医学专业在校本科生。

O655.25

A

1001-9677(2016)014-0123-02