21.碱度的测定

甲     指示剂法

本方法适用于循环冷却水和天然水中碱度的测定。

1.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,继续用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:

2.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   溴甲酚绿一甲基红指示液。
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 0.2g 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 滴溴甲酚绿一甲基红混合指示液,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:
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.仪器

滴定管:10mL 微量滴定管。

4.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。记录下盐酸标准溶液的用量(包括酚酞碱度用量) V4。

5.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:
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——碳酸钠的摩尔质量,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: 式中: V4——用甲橙基指示剂时,滴定所消耗盐酸标准溶液体积,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不共存的条件下,水中氢氧化物、碳酸根、重 碳酸根的关系如表 1-6 所示。

6.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。

8.结果表示

取平行测定两结果算术平均值,作为水样的碱度。

乙     电位法

本方法适用范围同甲法。

1.原理

用标准酸溶液滴定到 pH=8.3 时所测定的碱度称酚酞碱度,继续滴定至 pH=4.5 时,所 测定碱度(包括前者的酚酞碱度)称为总碱度。其反应式同甲法。

2.试剂

同甲法。

3.仪器

3. 1  自动电位滴定仪: ZD-型或酸度计。
3. 2  电磁搅拌器。
3. 3  饱和甘汞电极。
3. 4  pH 玻璃电极。
3. 5  微量滴定管: 10mL。

4.分析步骤

4. 1 酚酞碱度测定
吸取 100mL 水样于 250mL 烧杯中,按 pH 测定法的操作步骤对仪器进行定位,并测定 水样 pH 值,若 pH>8.3 则用 0.1mol/L 盐酸标准溶液滴定至溶液的 pH=8.3,记录盐酸标准溶 液的消耗体积 V3(毫升)。 若 pH<8.3 则不需滴定, P=0。
4. 2 甲基橙碱度的测定
在滴过酚酞碱度的水样中,继续用 0.1mol/L 盐酸标准溶液滴定至 pH=4.5,记录下盐酸 标准溶液总的消耗体积 V4(毫升)( 包括 V3 的含量)。

5.计算

同甲法。

6.允许差

平行测定两个结果差,不大于 2.5mg/L(以 CaCO3计)。

7.结果表示

同甲法。