鈣離子濃度的測量
1、鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液:
① 0.1mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液(貯備溶液)的配制:
稱取優(yōu)級純(GR)氯化鈣(CaCl2,111.015g/mol·L-1)11.1015g于燒杯中,用蒸餾水溶解后移入1升容量瓶中,并用蒸餾水洗燒杯,溶液移入容量瓶,經(jīng)三次洗燒杯、溶液移入容量瓶后,用蒸餾水稀釋到刻度,混勻,備用。
標(biāo)定: 見附錄。
② 1×10-3mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(pCa 3.00):
用10ml移液管量取0.1mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液,轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中,用去離子水加入容量瓶至刻度,混勻。
③1×10-4mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(pCa 4.00):
用10ml移液管量取1×10-3mol/L 鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液,轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中,用去離子水加入容量瓶至刻度,混勻,備用。
④1×10-5mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(pCa 5.00):
用10ml移液管量取1×10-4mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液,轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中,用去離子水加入容量瓶至刻度,混勻,備用。
鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度換算
mmol/L | pCa | mg/L | ppm |
1 | 3.00 | 40.08 | 40.08 |
1×10-1 | 4.00 | 4.01 | 4.01 |
1×10-2 | 5.00 | 0.40 | 0.40 |
2、總離子強度調(diào)節(jié)劑(TISAB):
4mol/L氯化鉀(KCl)溶液__稱取29.8204gr氯化鉀于燒杯中,用蒸餾水溶解,并稀至100ml,搖勻,備用。每100ml標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液加2mlTISAB溶液。
二、鈣離子選擇性電極:
鈣離子選擇性電極在使用前需要在1×10-3mol/L鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液中浸泡,一般不少于半小時。
三、鈣離子濃度的測量:
1、儀器準(zhǔn)備:
① 將MP523型pH/離子濃度測量儀或MP523-03型鈣離子濃度測量儀接上電源,并開啟電源。
② 選擇鈣離子濃度測量參數(shù)。
長按儀器[MODE]鍵,至顯示屏出現(xiàn)P1。用[↑]選擇Ca2+離子參數(shù)。然后,按[ENTER]轉(zhuǎn)入測量狀態(tài)。
③ 選擇并設(shè)置校準(zhǔn)溶液的參數(shù)。
長按儀器[MODE]鍵,至顯示屏出現(xiàn)P1。然后,短按儀器[MODE]鍵,至顯示屏出現(xiàn)P3、0.00、C1。將選擇的低濃度值的數(shù)據(jù)按[↑](加值)、[↓](減值)、[ENTER](移位)輸入儀器,修改后,按[ENTER]進入C2設(shè)置,將選擇的高濃度值的數(shù)據(jù)按[↑]、[↓]、[ENTER]輸入儀器,修改后,按[ENTER]進入測量狀態(tài)。(具體操作見儀器說明書)
2、儀器校準(zhǔn):
① 將浸泡的鈣離子選擇電極用去離子水洗凈,用濾紙吸干。
② 取二只50ml燒杯倒入己加入TISAB溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液(不少于燒杯的三分之二),并加入攪拌珠。
③ 取低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液于攪拌器上,低速攪拌溶液,將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液,等儀器顯示值穩(wěn)定后,按[CAL]鍵,屏上出現(xiàn)C1、“CAL”閃動,見屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的笑臉,再按[CAL]鍵,屏上出現(xiàn)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)、并閃動,至出現(xiàn)END。之后屏上出現(xiàn)C2。
④ 接著取出電極,用濾紙吸干。取高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液于攪拌器上,低速攪拌溶液,將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液,等儀器顯示值穩(wěn)定后,見屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的笑臉,再按[CAL]鍵,屏上出現(xiàn)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)、并閃動,至出現(xiàn)END。儀器自動進入測量狀態(tài)。
⑤ 校準(zhǔn)完成后,將電極浸入去離子水中清洗至儀器顯示高于5.00,或濃度值低于10-5
mol/L,吸干。
3、樣品測量:
取二只50ml燒杯倒入注入己加入TISAB溶液的樣品溶液,并加入攪拌珠。
取樣品溶液的燒杯置于攪拌器上,低速攪拌溶液,將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液,等儀器顯示值穩(wěn)定后(屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的笑臉),讀取屏上顯示值。然后,將一對電極浸入去離子水中清洗,吸干。
取另一個注入樣品的燒杯置于攪拌器上,低速攪拌溶液,將洗凈、干燥的一對電極浸入溶液,等儀器顯示值穩(wěn)定后(屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的笑臉),讀取屏上顯示值。需要讀取mol/L、mg/L或ppm等單位,可按[UNIT]鍵。
二次測量平均值經(jīng)數(shù)據(jù)處理后,為樣品的鈣含量。
測量完畢,將一對電極浸入去離子水中清洗,吸干,存放。儀器的電源關(guān)閉。
四、注意事項:
1、根據(jù)測量的鈣離子濃度選擇合適的校準(zhǔn)溶液,一般選擇相差二個級差的標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)儀器。對于測量低濃度的鈣離子或進行準(zhǔn)確度高的測量,建議選擇相差一個級差的標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)儀器。被測樣品的濃度應(yīng)該在校準(zhǔn)溶液濃度之間。下表供參考:
離子濃度,mg/L | 標(biāo)準(zhǔn)溶液,mmol/L | 標(biāo)準(zhǔn)溶液,pCa |
0.4- ~ 4.0 | 1×10-2 | 5.00 |
1×10-1 | 4.00 | |
4.0 ~ 40 | 1×10-1 | 4.00 |
1 | 3.00 |
2、為了提高測量的準(zhǔn)確度,建議在*次測量樣品后,再重復(fù)校準(zhǔn)一次??赡軜悠啡芤褐写嬖诟蓴_離子,影響電位的測量,給出錯誤的結(jié)果。重復(fù)校準(zhǔn)可以將干擾離子作為本底消除,獲得正確的測量結(jié)果。
3、低濃度的校準(zhǔn)溶液,必須隨用隨配。
4、對鈣離子選擇電極有干擾的離子:10-3mol/LCa2+時,
大允許含量:0.3mol/LNa+;2×10-6mol/LZn2+;5×10-6mol/LPb2+;7×10-5mol/LFe2+,
Cu2+;8×10-3mol/LCr2+,Mg2+;3×10-2mol/LBa2+;5×10-2mol/LNi2+。需要選擇適當(dāng)?shù)?font face="Arial">TISAB,來絡(luò)合、隱蔽干擾離子、提供相同的離子強度和調(diào)節(jié)溶液的pH值至適當(dāng)?shù)姆秶?/font>
5、測量工作結(jié)束,應(yīng)將鈣離子選擇性電極洗凈、吸干,存放。長期不用時,將電極敏感膜頭取下,吸干溶液,存放。
附錄:
水質(zhì)鈣離子校準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定(EDTA滴定法)
水質(zhì)鈣離子校準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定采用EDTA絡(luò)合滴定法,反應(yīng)式如下:
Ca2+ + H2Y2- ? 2H+ + CaY2-
EDTA絡(luò)合劑與金屬離子按1 :1 mol/L離子反應(yīng)。
1 試劑:
1.1 0.01mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:
EDTA鈉鹽(Na2Y·2H2O)3.723克,溶于蒸餾水,轉(zhuǎn)入1L容量瓶中,用蒸餾水加至刻度。混合,裝入聚乙烯試劑瓶,備用。
1.2 鉻黑T指示劑:
0.5克鉻黑T、 4.5克鹽酸羥胺,溶于100毫升95%乙醇。裝入滴瓶中,備用。
1.3 1mol/L NaOH溶液:
40克NaOH用蒸餾水溶解,稀至1L。裝入聚乙烯試劑瓶,備用。
2 儀器、設(shè)備:
2.1 電子天平 200g 感量0.1mg 一臺;
2.2 酸式滴定管 50ml 一支;
2.3 容量瓶 A級 250ml 一只; 1000ml 五只;
2.4 移液管 A級 25ml 四支;
2.5 錐形瓶 150ml 四只;
2.6 滴瓶 100ml 一只;
2.7 洗瓶 500ml 一只;
2.8 燒杯 50ml 四只;100ml 二只; 500ml 二只;
2.9 滴定管架 一只。
3 滴定步驟:
3.1 準(zhǔn)備好滴定管,并加EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液至滿度,記錄滴定管內(nèi)液體示值v1。
3.2 用移液管取25ml試樣于錐形瓶中,并加入25ml蒸餾水。
3.3 滴加1mol/L NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH為12~13。
3.4 加入1-2滴鉻黑T指示劑,溶液呈酒紅色絡(luò)合物。
3.5 用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,使溶液顯示藍色(取蒸餾水25ml,加入5mlpH10緩沖液,1-2滴鉻黑T指示劑,溶液呈蘭色,作為參考色),即至終點。記錄滴定管內(nèi)液體示值v2。
3.6 重復(fù)3.2到3.5步驟,再測量同樣品的一份試樣。取滴定前后滴定管內(nèi)液體的平均值,并求出滴定水樣用EDTA毫升數(shù)N1。
3.7 重復(fù)3.2到3.5步驟,蒸餾水代替水樣,空白硬度的滴定。求出滴定空白樣品用EDTA毫升數(shù)N2。
4 樣品水質(zhì)鈣離子校準(zhǔn)溶液的計算:
按下式計算水樣水質(zhì)鈣離子校準(zhǔn)溶液:
mx = (N1-N2)×m0÷N
式中:mx— 水樣中水質(zhì)鈣離子校準(zhǔn)溶液濃度,mol/l ;
m0— EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/l;
N1— 滴定水樣用EDTA量,ml;
N2— 滴定空白樣品用EDTA量,ml;
N — 水樣體積,ml。
5 備注:
5.1 等當(dāng)點顏色的應(yīng)為暗藍色,在暗藍色前為亮藍色??捎每瞻兹芤杭鱼t黑T指示劑作對照。
5.2 當(dāng)顏色淡的時候,多加些鉻黑T指示劑,便于觀察溶液顏色的變化。