服务热线:
13601731964
您的位置: 首页>技术文章>水质 总硬度和钙镁的测定 自动电位滴定法 - 自动电位滴定仪

水质 总硬度和钙镁的测定 自动电位滴定法 - 自动电位滴定仪

更新日期:2024-05-22   浏览量:728


T/BHES 0001-2022 水质 总硬度和钙镁的测定 自动电位滴定法

范围
本文件规定了自动电位滴定法测定水中总硬度、钙和镁的方法。
本文件适用于地表水、地下水、生活饮用水、污废水中总硬度、钙和镁含量的测定。
两步滴定法和连续滴定法的检出限、测定范围相同,当取样体积为50mL时,总硬度的检出限为2.5mg/L,测定范围10.0mg/L~360mg/L;钙的检出限为1.0mg/L,测定范围4.0mg/L~150mg/L;镁的检出限为0.5mg/L,测定范围2.0mg/L~90.0mg/L。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
两步滴定法  two-step titration
两次取样品,分别滴定完成总硬度、钙和镁测定的方法。
连续滴定法  continuous titration
一次取样品,连续滴定完成总硬度、钙和镁测定的方法。
电位突跃点  potentiometric inflection point
电位发生急剧变化,在标准滴定溶液消耗体积与电位的滴定曲线中,一阶微分曲线的极值点。
滴定终点  titration endpoint
在化学计量点前后,溶液中被测物质浓度变化引起电位的急剧变化,此时的电位突跃点定义为滴定终点。

方法原理
基本原理
用钙电极作为滴定终点指示电极,乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液(EDTA标准滴定溶液)络合滴定样品中的钙和镁,以测定水中总硬度、钙和镁的含量。
两步滴定法
钙的测定
氢氧化钠溶液调节pH值为12~13的条件下,样品中的镁离子形成氢氧化镁沉淀,不干扰钙的测定。用EDTA标准滴定溶液络合滴定钙离子,出现电位突跃点时,表示络合滴定钙离子到达滴定终点。
钙和镁总量的测定
氨-氯化铵缓冲溶液控制pH值为10的条件下,用EDTA标准滴定溶液络合滴定钙和镁离子,出现第二个电位突跃点时,表示络合滴定钙和镁离子总量到达滴定终点。
连续滴定法
三羟甲基氨基甲烷(TRIS)-乙酰丙酮(HAA)辅助配位溶液控制pH值约为8.5的条件下,用EDTA标准滴定溶液络合滴定钙和镁离子。镁离子和乙酰丙酮络合,钙离子首先与EDTA反应,出现第一个电位突跃点时,表示络合滴定钙离子到达滴定终点;与乙酰丙酮络合的镁离子随后与EDTA反应,出现第二个电位突跃点时,表示络合滴定镁离子到达滴定终点。

试剂和材料
除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。
纯水,GB/T 6682,三级。
氢氧化钠(NaOH)。
氯化铵(NH4Cl)。
碳酸钙(CaCO3):优级纯。
乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na,C10H14N2O8Na2•2H2O)。
三羟甲基氨基甲烷(TRIS,C4H11NO3):生物试剂。
L-半胱氨酸盐酸盐(C3H7NO
甲基红(C15H15N3O2)。
乙酰丙酮(HAA,C5H8O2)。
三乙醇胺(C6H15NO3)。
浓氨水(NH3•H2O)。
氢氧化钠溶液:
称取8g氢氧化钠溶于100mL纯水,盛放在聚乙烯瓶中,加盖密封保存,避免空气中二氧化碳的影响。
氨-氯化铵缓冲溶液(pH=10)。
称取16.9g氯化铵溶于143mL浓氨水,用纯水稀释至250mL。
辅助配位溶液:c(TRIS)=0.2 mol/L,c(HAA)=0.11mol/L。
称取24.2g三羟甲基氨基甲烷,用纯水溶解,转移至1000mL容量瓶中,加入12mL乙酰丙酮,用纯水定容。
L-半胱氨酸盐酸盐溶液:ρ(C3H7NO2S·HCl)=10 g/L。
称取1g L-半胱氨酸盐酸盐溶于100mL纯水。
三乙醇胺溶液:φ(C6H15NO3)=20%。
量取20mL三乙醇胺与80mL纯水混合。
钙标准溶液:c(Ca2+)=0.0100 mol/L。
将一份碳酸钙在150°C干燥2h,取出放在干燥器中冷至室温,称取1.001g于500 mL锥形瓶中,用纯水润湿。逐滴加入4mol/L盐酸溶液至碳酸钙全部溶解,避免加入过量酸。加200mL纯水,煮沸数分钟,排除二氧化碳,冷至室温,加入数滴甲基红指示剂溶液,逐滴加入3mol/L氨水溶液直至变为橙色,转移至1000mL容量瓶中定容。此溶液1.00mL含0.4008mg(0.01mmol)钙。可购买市售有证标准溶液。
EDTA 标准滴定溶液:c(EDTA-2Na)≈0.0100mol/L。
a) 制备:称取乙二胺四乙酸二钠3.725g,用纯水溶解,转移至1000mL容量瓶中定容,定期标定其浓度。
b) 标定:用钙标准溶液标定EDTA标准滴定溶液。移取5.00mL钙标准溶液用纯水稀释至50mL,两步滴定法加入4mL氨-氯化铵缓冲溶液,连续滴定法加入10mL辅助配位溶液,用EDTA标准滴定溶液滴定至出现电位突跃点。另取50mL纯水替代钙标准溶液,测定空白值。
c) 浓度计算:EDTA标准滴定溶液的浓度c1(mol/L),按公式(1)计算:
式1.jpg
式中:
c2——钙标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V2——钙标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
V1——钙标准溶液消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V0——空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL)。
甲基红指示剂溶液。
称取0.1g甲基红溶于100mL 60%乙醇。

仪器和设备
自动电位滴定仪:电位范围−1000 mV~1000 mV,电位分辨率0.1 mV。计量性能应符合 JJG 814 关于0.5级以上自动电位滴定仪的相关规定。
钙离子选择性复合电极或等效电极。
滴定管:20mL,容量允差应符合 JJG 814 关于0.5级以上自动电位滴定仪的相关规定。
测量杯:容积不小于150mL。
搅拌器。
一般实验室常用器皿和设备。

样品
样品采集
可采用硬质玻璃或聚乙烯容器采集水样,采样时用水样冲洗3次,再采集于容器中。
样品保存
样品采集后,常温暗处密闭保存,2d内完成测定。否则,每升水样中加2mL浓硝酸至pH<2,暗处密闭保存不超过14d。

分析步骤
样品预处理
若含量高出测定范围,应取适量样品,用纯水稀释至测定范围内测定。
如果样品浑浊且影响测定结果时,应用中速滤纸或者0.45μm孔径滤膜过滤。
当样品中的铜和锰对测定有干扰时,可在测定前加入2mL L-半胱氨酸盐酸盐溶液和2mL三乙醇胺溶液进行联合掩蔽消除干扰。
对加酸保存的样品,测定时应先调节其pH值近中性。
样品测定
两步滴定法
钙的测定
移取50.0mL样品于测量杯中,加入2mL氢氧化钠溶液,将测量杯置于滴定台上,插入电极和滴定头在样品液面之下,开启仪器和搅拌器,用EDTA标准滴定溶液滴定至出现电位突跃点时,消耗的体积记为V1
钙和镁总量的测定
移取50.0mL样品于测量杯中,加入4mL氨-氯化铵缓冲溶液,用EDTA标准滴定溶液滴定至出现第二个电位突跃点时,消耗的体积记为V2
连续滴定法
移取50.0mL样品于测量杯中,加入10mL辅助配位溶液,将测量杯置于滴定台上,插入电极和滴定头于样品液面之下,开启仪器和搅拌器,用EDTA标准滴定溶液滴定至出现第一个电位突跃点时,消耗的体积记为V1,继续滴定至出现第二个电位突跃点时,消耗的体积记为V2
空白值测定
两步滴定法
用50mL纯水替代样品,按照"两步滴定法"的操作步骤测定。测定钙空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积记为V01,测定钙和镁总量空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积记为V02
连续滴定法
用50mL纯水替代样品,加入10mL辅助配位溶液,用EDTA标准滴定溶液滴定至出现电位突跃点。测定定钙时,消耗的体积记为V01;测定钙和镁总量时,消耗的体积记为V02V02=V01

实验数据处理

钙以钙离子(Ca2+)的质量浓度ρ1(mg/L)计,按公式(2)计算:
式2.jpg
式中:
c1——EDTA标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V1——测定钙消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V01——测定钙空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V——样品体积,单位为毫升(mL);
40.08——钙的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
总硬度
总硬度以碳酸钙(CaCO3)的质量浓度ρ2(mg/L)计,按公式(3)计算:
式3.jpg
式中:
c1——EDTA标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V2——测定钙和镁总量消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL;
V02——测定钙和镁总量空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V——样品体积,单位为毫升(mL);
100.09——碳酸钙的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。

镁以镁离子(Mg2+)的质量浓度ρ3(mg/L)计,按公式(4)计算:
式4.jpg
式中:
c1——EDTA标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V2——测定钙和镁总量消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V02——测定钙和镁总量空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V1——测定钙消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V01——测定钙空白消耗EDTA标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
V——样品体积,单位为毫升(mL);
24.31——镁的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
注:连续滴定法测定时,V02=V01
结果表示
结果保留小数位数与检出限一致,最多保留三位有效数字。数值修约应按照 GB/T 8170 的规定执行。


京都电子KEM 自动电位滴定仪 AT-710S

在线交流 联系方式 二维码

服务热线

86-21-54488867 / 4008202557

扫一扫,关注我们