地特三等申論題
112年
[環境檢驗] 水質檢驗
第 二 題
二、請說明水中硬度檢測方法—EDTA 滴定法之檢測原理。此外，採用離子分析量測水中的離子濃度如下表所示，請計算水中的硬度。（20 分）
| 陽離子種類 | 原子量 g/mol | 檢出濃度 mg/L |
|---|---|---|
| Na+ | 23 | 30 |
| K+ | 39 | 40 |
| Ca2+ | 40 | 10 |
| Mg2+ | 24 | 15 |
| Sr2+ | 88 | 4 |
| 陽離子種類 | 原子量 g/mol | 檢出濃度 mg/L |
|---|---|---|
| Na+ | 23 | 30 |
| K+ | 39 | 40 |
| Ca2+ | 40 | 10 |
| Mg2+ | 24 | 15 |
| Sr2+ | 88 | 4 |
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到硬度檢測，先回想 NIEA EDTA 滴定法的三大核心：pH 10 緩衝系統、鉻黑 T (EBT) 指示劑、以及顏色從紫紅轉藍的錯合競爭反應。計算硬度時，務必牢記「只計算多價陽離子（如 Ca2+、Mg2+、Sr2+），忽略單價離子（Na+、K+）」，並利用化學計量將各濃度統一換算為碳酸鈣（CaCO3）當量濃度後加總。
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【破題】水中硬度主要指水中多價陽離子（主要為鈣、鎂）之總濃度，常以碳酸鈣（CaCO3）當量表示。EDTA 滴定法係利用配位化學中之競爭錯合反應來定量水中之硬度。 【論述】水中硬度檢測方法—EDTA 滴定法之檢測原理 一、pH值控制與指示劑結合
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水中硬度檢測與計算
💡 利用 EDTA 螯合多價金屬離子，並以碳酸鈣當量計算總硬度。
🔗 EDTA 滴定硬度反應流程
- 1 環境控制 — 加入 NH3-NH4Cl 緩衝溶液維持 pH 10.0。
- 2 顯色反應 — 加入 EBT 與多價離子結合成紫紅色錯合物。
- 3 螯合滴定 — EDTA 優先與游離鈣、鎂離子形成無色螯合物。
- 4 滴定終點 — EDTA 奪取 EBT 中金屬，釋放游離 EBT 變藍色。
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🔄 延伸學習：延伸學習：總硬度 = 鈣硬度 + 鎂硬度 + 其他多價金屬硬度。
