本方法适用于循环冷却水和天然水中碱度的测定。
1.0 原理
用酚酞做指示剂,用标准酸溶液滴定水样,达到终点,所测得的碱度称为酚酞碱度,此时水样中所含全部氢氧根和二分之一碳酸根与酸化合,其反应如下:
OH-+H+=H2O
CO32-+H+=HCO3-
在滴定酚酞碱度的水样中加入甲基橙指示剂,继续标准酸溶液滴定达到终点时(包括酚酞碱度的用量),所测得的碱度称为甲基橙碱度,也称总碱度,此时水样中所含重碳酸根全部被中和,其反应如下:
HCO3-+H+→H2CO3
H2O+CO2↑
2.0 试剂
2.1 0.1%甲基橙水溶液。
2.2 0.5%酚酞50%的乙醇溶液。
2.3 溴甲酚酞-甲基红指示液。
取3份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液与1份0.2%甲基红乙醇溶液混合。
2.4 0.1mol/L盐酸标准溶液
2.4.1配制:量取9mL盐酸(优级纯)注入1000mL水中。
2.4.2标定:称取0.2kg于270~300℃灼烧至恒重的基准无水碳酸钠,称准至0.0002g。溶于50mL水中,加10滴溴甲酚绿甲基红混合指示液,用0.1mol/L盐酸溶液滴至溶液由绿色变为暗红色,煮沸2分钟,冷却后继续滴定至溶液呈暗红色,同时做空白试验。
2.4.3计算
盐酸标准溶液的摩尔浓度M(摩尔/升)按下式计算:
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M=
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G×2
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×1000
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(V1-V2)×105.99
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式中:G—无水碳酸钠之重量,克;
V1—盐酸溶液之用量,毫升;
V2—空白试验盐酸溶液之用量,毫升;
105.99—碳酸钠的摩尔质量,克/摩尔。
3.0 仪器
滴定管:10mL微量滴定管。
4.0 分析步骤
4.1 酚酞碱度的测定
吸取100mL水样于250mg/L锥形瓶中,加三滴酚酞指示剂,若不显色,说明酚酞碱度为零,若显红色,用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至红色刚好褪去为终点,记录盐酸标准溶液用量V3。
4.2 总碱度的测定
在测定酚酞碱度后的水样中,再加入1滴甲基橙指示剂,继续用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至刚好出现橙红色为终点。记录下下边酸标准溶液的用量(包括酚酞碱度用量)V4。
5.0 分析结果的计算
5.1 水样中酚酞碱度P(毫克/升,以CaCO3计)按下式计算:
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P=
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V3×M×
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100.08
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×1000
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2
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Vw
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式中:V3—用酚酞指示剂时,滴定所消耗盐酸标准溶液的体积、毫升;
M—盐酸标准溶液摩尔浓度,摩尔/升;
100.08—碳酸钙的摩尔质量,克/摩尔;
Vw—水样体积,毫升。
5.2 总碱度(甲基橙碱度)的计算:
水样中总碱度T(毫克/升,以CaCO3计)按下式计算:
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T=
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V4×M×
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100.08
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×1000
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2
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Vw
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式中:V4—用甲基橙指示剂后,滴定所消耗盐酸标准溶液的体积、毫升;
M—盐酸标准溶液摩尔浓度,摩尔/升;
100.08—碳酸钙的摩尔质量,克/摩尔;
Vw—水样体积,毫升。
5.3设水中的碱度全部由氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐形成,并认为不存在其它弱无机酸和有机酸,并假定氢氧化物与重碳酸根有共存的条件下,水中氢氧化物、碳酸根、重碳酸根的关系如表1-6所示。
表1-6 各种碱度关系
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滴定结果
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氢氧化物碱度
以CaCO3计
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碳酸盐碱度
以CaCO3计
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重碳酸根碱度
以CaCO3计
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P=0
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0
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0
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T
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2P<T
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0
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2P
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T-2P
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2P=T
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0
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2P
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0
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2P>T
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2P-T
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2(T-P)
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0
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P=T
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T
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0
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0
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6.0 允许差
碱度在25~250mg/L(以CaCO3计)的范围内,平行测定两结果差不大于2.5mg/L。
7.0 结果表示
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的碱度。