水質(zhì)硬度離子濃度的測量及配套試劑
1、水質(zhì)硬度離子標準溶液:
① 0.2mol/L水質(zhì)硬度離子標準溶液(貯備溶液)的配制:
優(yōu)級純(GR)氯化鈣(CaCl2,111.015g/mol·L-1)和氯化鎂(MgCl2,95.21g/mol·L-1)試劑需在150℃下烘3小時,然后放入干燥器中冷至室溫。稱取14.7617g氯化鈣于燒杯中,用蒸餾水溶解;稱取6.3791g氯化鎂于燒杯中,用蒸餾水溶解。將二個溶液合并,并轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中,用蒸餾水加至刻度、混合、備用。
標定: 見附錄。
② 1×10-3mol/L水質(zhì)硬度離子標準溶液的配制(ph 3.00):
用10ml移液管量取0.1mol/L水質(zhì)硬度離子標準溶液,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水質(zhì)硬度離子標準溶液的配制(ph 4.00):
用10ml移液管量取1×10-3mol/L 水質(zhì)硬度離子標準溶液,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水質(zhì)硬度離子標準溶液的配制(ph 5.00):
用10ml移液管量取1×10-4mol/L水質(zhì)硬度離子標準溶液,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。
水質(zhì)硬度離子標準溶液的濃度換算
mmol/L | ph | mg/L | ppm |
2 | 2.70 | 200.0 | 200.0 |
2×10-1 | 3.70 | 20.0 | 20.0 |
2×10-2 | 4.70 | 2.00 | 2.00 |
2、總離子強度調(diào)劑(TISAB):
濃縮型離子強度調(diào)節(jié)劑0.6mol/L碳酸氫鈉溶液(1升)。稱取50.406g碳酸氫鈉于燒杯中,用蒸餾水溶解,并稀至1升。
使用時每20ml標準溶液或者樣品溶液加4滴濃縮型離子強度調(diào)節(jié)劑。
二、水質(zhì)硬度離子選擇性電極:
水質(zhì)硬度離子選擇性電極在使用前需要在1×10-3mol/L水質(zhì)硬度離子標準溶液中浸泡,一般不少于半小時。
三、水質(zhì)硬度離子濃度的測量:
1、儀器準備:
① 將MP523型pH/離子濃度測量儀或YH200型水質(zhì)硬度離子濃度計接上電源,并開啟電源。
② 選擇水質(zhì)硬度離子濃度測量參數(shù)。
長按儀器[MODE]鍵,至顯示屏出現(xiàn)P1。用[↑]選擇h2+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:
① 將浸泡的水質(zhì)硬度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溶液的標準溶液(不少于燒杯的三分之二),并加入攪拌珠。
③ 取低濃度的標準溶液于攪拌器上,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。取高濃度的標準溶液于攪拌器上,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,為樣品的水質(zhì)硬度含量。
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)測量的水質(zhì)硬度離子濃度選擇合適的校準溶液,一般選擇相差二個級差的標準溶液校準儀器。對于測量低濃度的水質(zhì)硬度離子或進行準確度高的測量,建議選擇相差一個級差的標準溶液校準儀器。被測樣品的濃度應(yīng)該在校準溶液濃度之間。下表供參考:
離子濃度,mg/L | 標準溶液,mmol/L | 標準溶液,ph |
2.0 ~ 20.0 | 2×10-2 | 4.70 |
2×10-1 | 3.70 | |
20.0 ~ 200 | 2×10-1 | 3.70 |
2 | 2.70 |
2、為了提高測量的準確度,建議在*次測量樣品后,再重復(fù)校準一次。可能樣品溶液中存在干擾離子,影響電位的測量,給出錯誤的結(jié)果。重復(fù)校準可以將干擾離子作為本底消除,獲得正確的測量結(jié)果。
3、低濃度的校準溶液,必須隨用隨配。
4、對氟離子選擇電極有干擾的離子:10-3mol/LCa2+/Mg2+時,大允許含量:3×10-2
mol/LNa+、3×10-5mol/LCu2+,Zn2+、6×10-5mol/LFe2+、10-4mol/LNi2+,Sr2+、6×10-4
mol/LBa2+。需要選擇適當?shù)腡ISAB,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?shù)姆秶?o:p>
5、測量工作結(jié)束,應(yīng)將水質(zhì)硬度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?! ?br />
水質(zhì)硬度計的配套試劑
一、0.2mol/L水硬度標準溶液(貯備液):
優(yōu)級純(GR)氯化鈣(CaCl2,111.015g/mol·L-1)和氯化鎂(MgCl2,95.21g/mol·L-1)試劑需在150℃下烘3小時,然后放入干燥器中冷至室溫。稱取14.7617g氯化鈣于燒杯中,用蒸餾水溶解;稱取6.3791g氯化鎂于燒杯中,用蒸餾水溶解。將二個溶液合并,并轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中,用蒸餾水加至刻度、混合、備用。
標定: 見附錄。
二、總離子強度調(diào)節(jié)劑(TISAB):
濃縮型離子強度調(diào)節(jié)劑0.6mol/L碳酸氫鈉溶液(1升)。稱取50.406g碳酸氫鈉于燒杯中,用蒸餾水溶解,并稀至1升。
使用時每20ml標準溶液或者樣品溶液加4滴濃縮型離子強度調(diào)節(jié)劑。
三、電極的內(nèi)溶液:
0.01mol/L水硬度標準溶液。
注:配標準溶液用的試劑為優(yōu)級純(GR),其余為分析純(AR)。
附錄: 水質(zhì)硬度校準溶液的標定(EDTA滴定法)
水質(zhì)硬度校準溶液的標定采用EDTA絡(luò)合滴定法,反應(yīng)式如下:
Ca2+ + H2Y2- ? 2H+ + CaY2-
Mg2+ + H2Y2- ? 2H+ + MgY2-
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標準滴定溶液:
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?;旌?,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 pH10緩沖溶液:
16.9克NH4Cl,143ml氨水,用蒸餾水溶解,加至250ml。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 * 250ml 一只; 1000ml 五只;
2.4 移液管 * 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 準備好滴定管,并加EDTA標準滴定溶液至滿度,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 加入5mlpH10緩沖液,1-2滴鉻黑T指示劑。
3.4 溶液呈酒紅色絡(luò)合物。
3.5 用EDTA標準溶液滴定,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 樣品硬度的計算:
按下式計算水樣硬度:
mx = (N1-N2)×m0÷N
式中:mx— 水樣中硬度濃度,mol/l ;
m0— EDTA標準溶液的濃度,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。