Determination of Hardness of Water by EDTA Method Notes | Engineering Chemistry | RGPV BTech First Year


Determination of Hardness of Water by EDTA Method

Engineering Chemistry में जल की कठोरता (Hardness of Water) का निर्धारण अत्यंत महत्वपूर्ण प्रयोग है। जल की कठोरता मुख्य रूप से Calcium (Ca²⁺) तथा Magnesium (Mg²⁺) आयनों की उपस्थिति के कारण होती है। इन आयनों की मात्रा ज्ञात करने के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि EDTA Titration Method है।

🔹 EDTA क्या है?

EDTA का पूरा नाम Ethylenediaminetetraacetic Acid है। यह एक Complexing Agent है जो Calcium तथा Magnesium आयनों के साथ स्थायी Complex बनाता है।

EDTA जल में उपस्थित कठोरता उत्पन्न करने वाले धातु आयनों के साथ 1:1 अनुपात में अभिक्रिया करता है।

🔹 Principle of EDTA Method

इस विधि का सिद्धांत Complexometric Titration पर आधारित है। EDTA, Ca²⁺ तथा Mg²⁺ आयनों के साथ स्थिर Complex बनाता है।

जब EDTA को Hard Water में मिलाया जाता है तो वह सभी Calcium एवं Magnesium आयनों से अभिक्रिया करता है।

इस प्रक्रिया में Eriochrome Black-T (EBT) Indicator का उपयोग किया जाता है।

🔹 Chemical Reactions

Ca²⁺ + EDTA → Ca-EDTA Complex

Mg²⁺ + EDTA → Mg-EDTA Complex

🔹 Indicator Used

EDTA Titration में Eriochrome Black-T (EBT) Indicator उपयोग किया जाता है।

Color Change

Stage Color
Beginning of Titration Wine Red
End Point Sky Blue

Wine Red से Sky Blue में परिवर्तन End Point को दर्शाता है।

🔹 Buffer Solution

Titration के दौरान pH लगभग 10 बनाए रखने के लिए Ammonium Chloride-Ammonium Hydroxide Buffer Solution का उपयोग किया जाता है।

Buffer के कार्य

  • pH को स्थिर रखना
  • Indicator को सही कार्य करने में सहायता
  • Accurate End Point प्राप्त करना

🔹 Apparatus Required

  • Burette
  • Pipette
  • Conical Flask
  • Volumetric Flask
  • Measuring Cylinder

🔹 Chemicals Required

  • Standard Hard Water
  • EDTA Solution
  • EBT Indicator
  • Buffer Solution (pH 10)
  • Unknown Water Sample

🔹 Procedure

Step 1: Standardization of EDTA

  • 20 ml Standard Hard Water लें।
  • Buffer Solution मिलाएँ।
  • 2-3 बूंद EBT Indicator डालें।
  • EDTA से Titrate करें।
  • Wine Red से Sky Blue होने पर Reading नोट करें।

Step 2: Determination of Total Hardness

  • 20 ml Water Sample लें।
  • Buffer Solution मिलाएँ।
  • EBT Indicator डालें।
  • EDTA से Titrate करें।
  • End Point पर Reading नोट करें।

🔹 Calculation of Hardness

Total Hardness (mg/L as CaCO₃)

= (Volume of EDTA × Strength of EDTA × 1000) / Volume of Water Sample

🔹 Numerical Example

Given:

  • Water Sample = 50 ml
  • EDTA Consumed = 12 ml
  • 1 ml EDTA = 1 mg CaCO₃

Calculation:

Hardness = (12 × 1000) / 50

Hardness = 240 mg/L as CaCO₃

Answer: Total Hardness = 240 ppm

🔹 Advantages of EDTA Method

  • High Accuracy
  • Simple Procedure
  • Rapid Analysis
  • Suitable for Industrial Water Testing
  • Reliable Results

🔹 Limitations

  • Proper pH Control आवश्यक है।
  • Indicator Error हो सकता है।
  • Interfering Metal Ions परिणाम प्रभावित कर सकते हैं।

🔹 Applications

  • Water Treatment Plants
  • Boiler Feed Water Analysis
  • Cooling Water Testing
  • Municipal Water Supply
  • Chemical Industries
  • Laboratory Water Analysis

🔹 Viva Questions

  1. EDTA का पूरा नाम क्या है?
  2. EDTA Method किस सिद्धांत पर आधारित है?
  3. EBT Indicator का कार्य क्या है?
  4. End Point पर कौन-सा रंग प्राप्त होता है?
  5. Buffer Solution क्यों उपयोग किया जाता है?

🔹 Exam Oriented Important Questions

  1. EDTA Method द्वारा Hardness Determination समझाइए।
  2. EDTA Titration का Principle लिखिए।
  3. EBT Indicator का कार्य समझाइए।
  4. EDTA Method के Advantages लिखिए।
  5. Hardness Determination का Numerical हल कीजिए।

🔹 Conclusion

EDTA Method जल की कुल कठोरता निर्धारित करने की सबसे महत्वपूर्ण और सटीक प्रयोगशाला विधि है। यह Complexometric Titration पर आधारित है तथा Water Analysis, Boiler Water Testing और Industrial Water Quality Control में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

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