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1、十二、碱度总碱度、重碳酸盐和碳酸盐水的碱度是指水中所含能与强酸定量作用的物质总量。水中的碱度来源较多，地表水的碱度基本上是碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物含量的函数，所以总碱度被当作这些成分浓度的总和。当水中含有硼酸盐、磷酸盐或硅酸盐等时，则总碱度的测定值也包含它们所起的作用。废水及其他复杂体系的水体中，还含有有机碱类、金属水解性盐类等、均为碱度组成部分。在这些情况下，碱度就成为一种水的综合性指标，代表能被强酸滴定物质的总和。 碱度的测定值因使用的指示剂终点 pH 值不同而有很大的差异，只因当试样中的化学组成已知时，才能解释为具体的物质。对于天然水和未污染的地表水，可 直接以酸滴定至 pH8.3 时
2、消耗的量，为酚酞碱度。以酸滴定至 pH 为 4.44.5 时消耗的量，为甲基橙碱度。通过计算，可求出相应的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧根离子的含量；对于废水、污水，则由于组分复杂，这种计算无实际意义，往往需要 根据水中物质的组分确定其与酸作用到达终点时的 pH 值。然后，用酸滴定以便获 得分析者感兴趣的参数，并作出解释。碱度指标常用于评价水体的缓冲能力及金属在其中的溶解性和毒性，是对水和废水处理过程控制的判断性指标。假设碱度是由过量的碱金属盐类所形成，则 碱度又是确定这种水是否适宜于灌溉的重要依据。1.方法选择用酸碱滴定水中碱度是各种方法的基础。有两种常用的方法，即酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。电位
3、滴定法根据电位滴定曲线在终点时的突跃，确定特定 pH 值下的碱度，它不受水样浊度、色度的影响，适用范围较广。用指示剂判断滴定终点的方法简便快速，适用于控制性试验及例行分析。二法均可根据需要和条 件选用。2.样品保存样品采集后应在 4保存，分析前不应打开瓶塞，不能过滤，稀释或浓缩。样品应于采集后的当天进行分析，特别是当样品中含有可水解盐类或含有可氧化态 阳离子时，应及时分析。2 3 3 2 2一酸碱指示剂滴定法B1.方法原理水样用标准酸溶液滴定至规定的 pH 值，其终点可由加入的酸碱指示剂在该 pH 值时颜色的变化来判断。当滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时，溶液 pH 值即为 8.3，指示水中氢
4、氧根离子 OH-已被中和，碳酸盐 CO32-均被转为重碳酸盐 HCO3-，反应如下：OH-+H+H OCO32-+H+HCO-当滴定至甲基橙指示剂由桔黄色变成桔红色时，溶液的 pH 值为 4.44.5，指示水中的重碳酸盐包括原有的和由碳酸盐转化成的已被中和，反应如下：HCO-+H+H O+CO 根据上述两个终点到达时所消耗的盐酸标准滴定溶液的量，可以计算出水中 碳酸盐、重碳酸盐及总碱度。上述计算方法不适用于污水及复杂体系中碳酸盐和重碳酸盐的计算。 2.干扰及消除水样浑浊、有色均干扰测定，遇此情况，可用电位滴定法测定。能使指示剂褪色的氧化复原性物质也干扰测定。例如水样中余氯可破坏指示剂含余氯时，
5、 可加入 12 滴 0.1mol/L 硫代硫酸钠溶液消除。3.方法的适用范围此法适用于不含有上述干扰物质的水样。曾取地表水水样 15 个进行测定，浓度范围在 14.088.50mg/L 时，相对标准 偏差为 0.1%1.4%；加标回收率为 96.0%102%。4.仪器酸式滴定管，25ml。锥形瓶，250ml。5.试剂2 32 3物二氧化碳水：用于制备标准溶液及稀释用的蒸馏水或去离子水，临用前 煮沸 15min，冷却至室温。pH 值应大于 6.0，电导率小于 2S/cm。酚酞指示液：称取 0.5g 酚酞溶于 50ml95%乙醇中，用水稀释至 100ml。 甲基橙指示剂：称取 0.05g 甲基橙溶
6、于 100ml 蒸馏水中。碳酸钠标准溶液1/2Na CO =0.0250mol/L：称取 1.3249g于 250 烘干 4h的基准试剂无水碳酸钠Na CO ，溶于少量无二氧化碳中，移入 1000ml 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。贮于聚乙烯瓶中，保存时间不要超过一周。 盐酸标准溶液0.0250mol/L：用分度吸管吸取 2.1ml 浓盐酸=1.19mol/L，并用蒸馏水稀释至 1000ml,此溶液浓度0.025mol/L。其准确浓度按下法标定： 用五分度吸管吸取 25.00ml 碳酸钠标准溶液于 250mol/L 锥形瓶中，加无二氧化碳水稀释至约 1000ml，加入 3 滴甲基橙指示液，用
7、盐酸标准溶液滴定至由桔黄 色刚变成桔红色，记录盐酸标准溶液用量。按下式计算其准确浓度：式中：C盐酸标准溶液浓度mol/LV盐酸标准溶液用量ml。6.步骤分取 100ml 水样于 250ml 锥形瓶中，加入 4 滴酚酞指示剂，摇匀。当溶液呈红色时，用盐酸标准溶液滴定至刚刚褪至无色，记录盐酸标准溶液用量。假设加酚酞指示剂后溶液无色，则不需用盐酸标准溶液滴定，并接着进行项操作。 向上述锥形瓶中加入 3 滴甲基橙指示剂，摇匀。继续用盐酸标准溶液滴定至溶液出桔黄色刚刚变为桔红色为止。记录盐酸标准溶液用量。7.计算对于多数天然水样，碱性化合物在水中所产生的碱度，有五种情形。为了说 明方便，令以酚酞作指示剂
8、时，滴定至颜色变化所消耗盐酸标准溶液的量为 Pml，以甲基橙作指示剂时盐酸标准溶液用量为 T=M+P。第一种情形，P=T 或 M=0 时：Mml ，则盐酸标准溶液总消耗量为3 3 3 3 P 代表全部氢氧化物及碳酸盐的一半，由于 M=0，表示不含有碳酸盐，亦不 含重碳酸盐。因此，P=T=氢氧化物。第二种情形，P1/2T 时：说明 M0，有碳酸盐存在，且碳酸盐=2M=2(TP)。而且由于 PM，说明尚 有氢氧化物存在，氢氧化物=T2TP=2PT。第三情形，P=1/2T，即 P=M：M 代表碳酸盐的一半，说明说中仅有碳酸盐。碳酸盐=2P=2M=T。第四种情形，PP，因此 M 除代表由碳酸盐生成的重
9、碳酸盐外，尚有水中又有的重 碳酸盐。碳酸盐=2P，重碳酸盐=T2P。第五种情形，P=0 时：此时，水中只有重碳酸盐存在。重铬酸盐的含量=T=M。以上五种情形的碱度，示于表 3-1-9 中。按下述公式计算各种情况下总碱度、碳酸盐、重碳酸盐的含量。1总碱度以 CaO 计，mg/L=C ( P +M ) 28.04V1000总碱度以 CaCO 计，mg/L=C ( P +M ) 50.05V1000式中：C盐酸标准溶液浓度mol/L;28.04氧化钙1/2CaO摩尔质量(g/mol); 50.05碳酸钙1/2 CaCO 摩尔质量(g/mol).表 3-1-9 碱度的组成氢氧化物碳酸盐重碳酸盐滴定的结
10、果P=TP1/2TP=1/2TP1/2T 时碳酸盐碱度以 CaO 计,mg/L=C (T -P ) 28.04V1000碳酸盐碱度以 CaCO 计,mg/L=C (T -P ) 50.05V1000碳酸盐碱度以1/2CO2-3计,mg/L=C (T -P ) V1000重碳酸盐HCO-=0(4)当 P=1/2T 时，P=M碳酸盐碱度以 CaO 计,mg/L=CP 28.04V1000碳酸盐碱度以 CaCO 计,mg/L=CP 50.05V1000碳酸盐碱度以 1/2CO32-计,mg/L=CPV1000重碳酸盐HCO-=05当 P1/2T 时碳酸盐碱度以 CaO 计,mg/L=CP 28.04
11、V1000碳酸盐碱度以 CaCO 计,mg/L=CP 50.05V1000碳酸盐碱度以 1/2CO2-3计,mg/L=CPV1000重碳酸盐碱度以 CaO 计,mg/L=C (T -2 P ) 28.04V1000重碳酸盐碱度以 CaCO 计,mg/L=C (T -2 P ) 50.05V1000重碳酸盐碱度HCO (6)当 P=0 时碳酸盐CO2-=03-,mol/L=C (T -2 P ) V1000重碳酸盐碱度以 CaO 计,mg/L=CM 28.04V10003 3 3 重碳酸盐碱度以 CaCO 计,mg/L=CM 50.05V1000重碳酸盐碱度HCO-,mol/L=CMV10008
12、. 精密度和准确度五个实验室对人工配制的统一标样进行方法验证的结果如下：在 HCO -含量为 43.50mg/L 时，总碱度的室内相对标准偏差为 0.71%；室间相对标准偏差为 1.46%； 相对误差为 0.75%;加标回收率为 99.6%7.5% 。9. 注意事项假设水样中含有游离二氧化碳，则不存在碳酸盐，可直接以甲基橙作指示 剂进行滴定。当水中总碱度小于 20mg/L 时，可改用 0.01mol/L 盐酸标准溶液滴定，或改 用 10ml 容量的微量滴定管，以提高测定精度。二电位滴定法B1.方法原理测定水样的碱度，用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，用酸标准 溶液滴定，其终点通过 pH 计或电位滴定仪指示。以 pH=8.3 表示水样中氢氧化物被中和及碳酸盐转为重碳酸盐时的终点，与酚 酞指示剂刚刚褪色时的 pH 值相当。以 pH=4.44.5 表示水中重碳酸盐包括原有重碳酸盐和由碳酸盐转成的重碳酸盐被中和的终点，与
