一、发现问题
上一篇文章《皖北阜阳市太和县自来水水质大揭秘(一)它为何有点咸?盐度分析!》中,雪子小编证实了太和县自来水的盐度的确比合肥市的高很多。同时又测得了合肥市自来水和农夫山泉的盐度一致,那么问题来了,难道合肥市自来水的水质都和农夫山泉一样了?
二、提出猜想
雪子小编认为合肥市自来水和农夫山泉的水质肯定是不同的,就算盐度可能一样,但是其盐类的具体成分(种类、占比)不一定是一样的,溶解性总固体含量不一定一样。究竟是否一致,还需要进行实验测定。
三、实验思路
水中的含盐量和溶解性总固体的概念有所不同,因为溶解性固体不仅含有水中的溶解盐,还包括有机物。那我们如何测定溶解性总固体含量的?这里有一个“神器”——威尼尔电导率传感器!它可以测量溶液的电导率或溶液中的总离子浓度,可以用于监测河流或湖水中的总溶解固体的数量(TDS)!现在我们就用它来测量太和县自来水、合肥市自来水、农夫山泉的电导率和溶解性总固体含量吧!
溶解性总固体(TDS)的概念
威尼尔电导率传感器
四、实验准备
实验工具:铁架台、烧杯、冲洗器、蒸馏水、滤纸(冲洗器装蒸馏水,用来每次实验前后冲洗传感器探头,滤纸用来擦拭探头);
实验样品:太和县自来水水样、合肥市自来水水样、农夫山泉饮用水水样;
实验仪器:电脑(装有loggerpro软件)、数据采集器、电导率传感器。
五、实验步骤
取适量太和县自来水、合肥市自来水、农夫山泉倒入烧杯中,并写好标签贴上;
搭建装置:连接电脑——数据采集器——电导率传感器,并取1个含有水样的烧杯放在铁架台上,再将pH传感器固定在铁架台上,探头放入烧杯中,水样没过探头;
依次测量3种水样的电导率(μS/cm)和溶解性总固体含量(mg/L,切换单位即可),测量前要把传感器的量程调制最大,然后根据数据范围再选择合适的量程,最后采集,采集结束后保存数据,并冲洗、擦拭探头。
太和县自来水
合肥市自来水
农夫山泉
六、实验数据
太和县自来水的电导率和溶解性总固体含量;
2.合肥市自来水的电导率和溶解性总固体含量;
3.农夫山泉的电导率和溶解性总固体含量。
4.实验数据表
序号
名称
电导率(单位:μS/cm)
溶解性总固体含量(单位:mg/L)
1
太和县自来水
.4
2
合肥市自来水
.2
82.5
3
农夫山泉
97
48.5
七、实验结论
合肥市自来水的电导率和溶解性总固体含量均高于农夫山泉的;
太和县自来水的电导率和溶解性总固体含量均远远高于合肥市自来水、农夫山泉的。
八、思维拓展
硬水与软水:根据实验结论,我们推测太和县的自来水水质“较硬”。在初中化学学习中,我们学习了“硬水”和“软水”的概念。
初三硬水和软水知识点归纳
(1)硬水:含有较多可溶性钙镁化合物的水叫硬水;
(2)软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水;
2.水中的硬度与暂时硬度,二者在一起形成水垢:
序号
名称
解析
1
暂时硬度
碳酸盐硬度:碳酸氢盐经加热之后分解成沉淀物,易从水中除去,故亦称为暂时硬度。比如我们常见的水垢、烧水倒水后发现杯底的白色沉淀。
通常我们说的水垢(水碱)主要成分为碳酸钙CaCO3和氢氧化镁Mg(OH)2。水中的钙、镁离子与碳酸氢根离子HCO3结合生成碳酸氢镁Mg(HCO?)?和碳酸氢钙Ca(HCO?)?,碳酸氢镁Mg(HCO?)?不稳定最终转化为氢氧化镁Mg(OH)2,碳酸氢钙Ca(HCO?)?转化为碳酸钙CaCO3,该二者都极为稳定,且不溶于水,是白色沉淀。
2
永久硬度
非碳酸盐硬度:主要是由钙离子Ca2+、镁离子Mg2+与硫酸根离子SO42-、氯离子Cl-和硝酸根离子:NO?﹣等组成的盐类所形成的硬度,如硫酸钙CaSO4、硫酸镁MgSO4、氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2、硝酸钙Ca(NO3)2、硝酸镁Mg(NO3)2等。这类硬度不能用加热分解的方法除去,故也称为永久硬度。
3.硬度指数:
以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为:
序号
名称
硬度
1
极软水
0~75mg/L
2
软水
75~mg/L
3
中硬水
~mg/L
5
硬水
~mg/L
6
高硬水
~mg/L
7
超高硬水
~mg/L
8
特硬水
mg/L
故从数据上看,太和县自来水属于硬水。
4.用肥皂水检测软硬程度:
(1)向ml太和县自来水中滴加少量肥皂水,充分震荡后,观察现象;
(2)对比等体积的太和县自来水和合肥市自来水加入等体积过量的肥皂水后的的现象,我们发现,太和县自来水震荡出的泡沫要少。
5.为什么肥皂水可以用来区分硬水和软水?
答:因为肥皂的成分是硬脂酸钠(C17H35COONa),硬脂酸钠被在水中被电离,形成硬脂酸根离子和钠离子。硬水中存在大量的钙离子和镁离子,与之结合形成硬脂酸镁和硬脂酸钙,硬脂酸钙、硬脂酸镁不溶解于水,会产生沉淀而使得肥皂水不产生泡沫。常用的日化用品里也有许多类似于硬脂酸钠的成分,故会使得其清洁度下降。
实验小队长-雪子赞赏
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