水質(zhì)堿度酸堿指示劑滴定法

1、水質(zhì)堿度（總堿度、重碳酸鹽和碳酸鹽）的測(cè)定酸堿指示劑滴定法水的堿度是指水中所含能與強(qiáng)酸定量作用的物質(zhì)總量。水中堿度的來源是多種多樣的。地表水的堿度，基本上是碳酸鹽、重碳酸鹽及氫氧化物含量的函數(shù)，所以總堿度被當(dāng)作這些成分濃度的總和。當(dāng)水中含有硼酸鹽、磷酸鹽或硅酸鹽等時(shí)，則總堿度的測(cè)定值也包含它們所起的作用。廢水及其他復(fù)雜體系的水體中，還含有有機(jī)堿類、金屬水解性鹽類等，均為堿度組成部分。在這些情況下，堿度就成為一種水的綜合性特征指標(biāo)，代表能被強(qiáng)酸滴定的物質(zhì)的總和。堿度的測(cè)定值因使用的終點(diǎn)pH值不同而有很大的差異，只有當(dāng)試樣中的化學(xué)組成已知時(shí)，才能解釋為具體的物質(zhì)。對(duì)于天然水和未污染的地表水，可直接

2、用酸滴定至?xí)r消耗的量，為酚酞堿度。以酸滴定至pH為時(shí)消耗的量，為甲基橙堿度。通過計(jì)算可求出相應(yīng)的碳酸鹽、重碳酸鹽和氫氧根離子的含量；對(duì)于廢水、污水，則由于組分復(fù)雜，這種計(jì)算無實(shí)際意義，往往需耍根據(jù)水中物質(zhì)的組分確定其與酸作用達(dá)終點(diǎn)時(shí)的pH值。然后，用酸滴定以便獲得分析者感興趣的參數(shù)，并作出解釋。堿度指標(biāo)常用于評(píng)價(jià)水體的緩沖能力及金屬在其中的溶解性和毒性，是對(duì)水和廢水處理過程的控制的判斷性指標(biāo)。若堿度是由過量的堿金屬鹽類所形成，則堿度又是確定這種水是否適宜于灌溉的重要依據(jù)。用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定水中堿度是各種方法的基礎(chǔ)。有兩種常用的方法，即酸堿指示劑滴定法和電位滴定法。電位滴定法根據(jù)電位滴定曲線在終點(diǎn)時(shí)的

3、突躍，確定特定pH值下的堿度，它不受水樣濁度、色度的影響，適用范圍較廣。用指示劑判斷滴定終點(diǎn)的方法簡(jiǎn)便快速、適用于控制性試驗(yàn)及例行分析。二法均可根據(jù)需要和條件選用。樣品采集后應(yīng)在4保存，分析前不應(yīng)打開瓶塞，不能過濾、稀釋或濃縮。樣品應(yīng)于采集后的當(dāng)天進(jìn)行分析，特別是當(dāng)樣品中含有可水解鹽類或含有可氧化態(tài)陽離子時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析。1. 原理水樣用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定至規(guī)定的pH值,其終點(diǎn)可由加入的酸堿指示劑在該pH值時(shí)顏色的變化來判斷。當(dāng)?shù)味ㄖ练娱嘀甘緞┯杉t色變?yōu)闊o色時(shí)，溶液pH值即為，指示水中氫氧根離子（OH-）已被中和，碳酸鹽（CO2-）均被轉(zhuǎn)為重碳酸鹽（HCO-）,反應(yīng)如下：OF+HfH2OCG2-+H

4、+HCO當(dāng)?shù)味ㄖ良谆戎甘緞┯山埸S色變成桔紅色時(shí)，溶液的pH值為，指示水中的重碳酸鹽（包括原有的和由碳酸鹽轉(zhuǎn)化成的）已被中和，反應(yīng)如下：HCO+HlH2O+CO根據(jù)上述兩個(gè)終點(diǎn)到達(dá)時(shí)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的量，可以計(jì)算出水中碳酸鹽、重碳酸鹽及總堿度。上述計(jì)算方法不適用于污水及復(fù)雜體系中碳酸鹽和重碳酸鹽的計(jì)算。2. 干擾及消除水樣渾濁，有色均干擾測(cè)定，遇此情況，可用電位滴定法測(cè)定。能使指示劑褪色的氧化還原性物質(zhì)也干擾測(cè)定。例如水樣中余氯可破壞指示劑（含余氯時(shí)，可加入12滴L硫代硫酸鈉溶液消除）。3. 方法的適用范圍此法適用于不含有上述干擾的物質(zhì)的水樣。4. 試劑4.1 無二氧化碳水。用于制備標(biāo)

5、準(zhǔn)溶液及稀釋用的蒸餾水或去離子水，臨用前煮沸15min,冷卻至室溫。pH值應(yīng)大于，電導(dǎo)率小于2仙S/cm。4.2 酚猷指示液。稱取1g酚猷溶于100mL95%醇中，用L氫氧化鈉溶液滴至出現(xiàn)淡紅色為止。4.3 甲基橙指示劑。稱取甲基橙溶于100mL蒸儲(chǔ)水中。4.4 碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2Na2CO3L）。稱?。ㄓ?50烘干4h）的無水碳酸鈉（Na2CO3）溶于少量無二氧化碳水中，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻，貯于聚乙烯瓶中。保存時(shí)間不要超過一周。4.5 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液L）。用分度吸管吸取mL濃鹽酸（？=mL）,并用蒸儲(chǔ)水稀釋至1000mL此溶液濃度弋L,其準(zhǔn)確濃度按下法標(biāo)定：用無

6、分度吸管吸取碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐形瓶中，加無二氧化碳水稀釋至約100mL加入3滴甲基橙指示液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由桔黃色剛變成桔紅色，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量，按下式計(jì)算其準(zhǔn)確濃度：c=25.00X0.0250/V式中：c-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；V-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（mL）。5. 儀器5.1 酸式滴定管，25mL5.2 錐形瓶，250mL6. 操作步驟6.1 分取100mLK樣于250mL錐形瓶中，加入4滴酚吹指示液搖勻，當(dāng)溶液呈紅色時(shí)，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至剛剛褪至無色，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量。若加酚猷指示劑后溶液無色，則不需用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并接著進(jìn)行下項(xiàng)操作。6.2 向上述

7、錐形瓶中加入3滴甲基橙指示液，搖勻，繼續(xù)用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由桔黃色剛剛變?yōu)榻奂t色為止。記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量。7. 結(jié)果計(jì)算對(duì)于多數(shù)天然水樣，堿性化合物在水中所產(chǎn)生的堿度，有五種情形。為說明方便，令以酚吹作指示劑時(shí)，滴定至顏色變化。所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的量為PmL以甲基橙作指示劑時(shí)鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量為MmL則鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液總消耗量為T=M+P第一種情形，P=T或M=0W：P代表全部氫氧化物及碳酸鹽的一半，由于M=昧示不含有碳酸鹽，亦不含重碳酸鹽。因此P=T在氧化物。第二種情形，P>1/2T時(shí)；說明M>O有碳酸鹽存在，且碳酸鹽=2M=2（T-P）。而且由于P>M說明尚有氫氧化物存

8、在，氫氧化物=T-2（T-P）=2P-T。第三種情形，P=1/2T,即P=M寸；M代表碳酸鹽的一半，說明水中僅有碳酸鹽。碳酸鹽=2P=2M=T第四種情形，P<1/2T時(shí)；此時(shí)M>P因此M除代表由碳酸鹽生成的重碳酸鹽外，尚有水中原有的重碳酸鹽。碳酸鹽=2P,重碳酸鹽=T-2P0第五種情形，P=0時(shí)；此時(shí)，水中只有重碳酸鹽存在。重碳酸鹽=T=M以上五種情形的堿度示于表1中：表6-1堿度的組成滴定的結(jié)果氫氧化物（OH）碳酸鹽（CO2-）重碳酸鹽（HCO-3P=TP00P>1/2T2P-T2P-T0P=1/2T02P0P<1/2T02PT-2PP=000T按下述公式計(jì)算各種情況

9、下總堿度、碳酸鹽、重碳酸鹽的含量（1）總堿度（以CaO#,mg/L）=c（P+M）xx1000/V總堿度（以CaCW,mg/L）=c（P+Mxx1000/V式中：c-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；氧化鈣（1/2CaQ摩爾質(zhì)量（g/mol）碳酸鈣（1/2CaCO3摩爾質(zhì)量（g/mol）2） 當(dāng)P=T時(shí)，M=0碳酸鹽（CO32-）=0重碳酸鹽（HCO3-）=03） 當(dāng)P>1/2T時(shí)碳酸鹽堿度（以CaO#,mg/L）=c（T-P）xx1000/V碳酸鹽堿度（以CaCO,mg/L）=c（T-P）xx1000/V碳酸鹽堿度（1/2CQ2-,mol/L）=c（T-P）X1000/V重碳酸鹽堿度（H

10、CO3-）=04） 當(dāng)P=1/2T時(shí)，P=M碳酸鹽堿度（以CaO計(jì),mg/L）=cPxx1000/V碳酸鹽堿度（以CaCOM,mg/L）=cPxx1000/V重碳酸鹽堿度（1/2CQ2-,mol/L）=c-PX1000/V重碳酸鹽堿度（HCO3-）=05） 當(dāng)P<1/2T時(shí)：碳酸鹽堿度（以Ca%,mg/L尸c-Pxx1000/V碳酸鹽堿度（以CaCOf,mg/L）=c-Pxx1000/V碳酸鹽堿度（1/2CO32-,mol/L尸c-PX1000/V重碳酸鹽堿度（以Ca%,mg/L）=c-（T-2P）xx1000/V重碳酸鹽堿度（以CaC磯,mg/L）=c-（T-2P）xx1000/V重碳酸鹽堿度（HCQ,mol/L尸c（T-2P）X1000/V6） 當(dāng)P=0時(shí)碳酸鹽（CO32-）=0重碳酸鹽堿度（以CaOfr,mg/L）=c-MXx1000/V重碳酸鹽堿度（以CaC磯,mg/L）=c-Mixx1000/V重碳酸鹽堿度（HCQ,mol/L尸c-MX1000/V8. 精密度和準(zhǔn)確度五個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)人工配制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方法驗(yàn)證的結(jié)果如下：在HCO含量為L(zhǎng)時(shí)，總堿度的室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為%；室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為%；相對(duì)誤差為%；加標(biāo)回收率為±%。取15個(gè)地表水水樣進(jìn)行測(cè)定，濃度范圍在L時(shí)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為%，加標(biāo)