海水中总碱度检测方案(自动电位滴定)

T-296-201712 海能仪器：：敞口式电位滴定法检测海水的总碱度 1前言 海水中存在着相当数量的碳酸根、碳酸氢根和硼酸根等弱酸阴离子，这些阴离子在海水中同相应的弱酸分子保持一定的电离平衡关系。它们之间的数量大小和比例调节了海水的pH值。海水呈碱性一方面是由于强碱阳离子(如碱金属和碱土金属离子)在数量上略为超过强酸阴离子(如Cl、SO?等)，另一方面是由于弱酸平衡的调节作用的缘故。总碱度的测定常用敞口式 Gran 滴定法，本文参照此方法步骤，采用酸酸钠溶液模拟海水，旨在探讨T960电位滴定仪的总碱度测定上的可行性。 2仪器与试剂 2.1仪器 Hanon T960全自动电位滴定仪，温度电极、水浴锅、Hamilton pH复合电极，10ml滴定管单元。 2.2试剂 盐酸溶液(0.05mol/L)、碳酸钠溶液 (0.004mol/L)。 3实验方法 3.1实验步骤 (1)标定pH复合电极。 将pH复合电极分别浸入pH为4、6.86、9.18的缓冲溶液(缓冲溶液温度控制在25℃)中，进行电极的标定。 (2)滴定 用量筒移取50mL样品，并称重。选择“终点滴定”模式，以 pH=3作为终点。插入电极，待电位稳定后用盐酸溶液滴定至终点。 3.2仪器参数 表1 4结果与讨论 4.1实验数据 仪器在第二等当点后(pH=4.5)会得到一系列数据(即pH范围为4.3-3左右的数据)，从中选取18个点(表2) 温度 (℃) 盐酸体积(mL) pH 电压 (mV) C(H*) F2 19.9 3.322 4.019 166.3 724.509 31431.684 19.8 3.342 3.932 171.3 885.198 38420.584 19.8 3.362 3.866 175 1024.932 44506.016 19.8 3.382 3.809 178.3 1168.068 50744.831 19.9 3.402 3.76 181.1 1301.895 56584.781 19.9 3.422 3.713 183.7 1443.082 62750.111 19.9 3.442 3.674 186 1580.690 68765.378 19.9 3.462 3.636 188.1 1717.761 74762.783 19.9 3.482 3.601 190.1 1859.340 80961.992 19.9 3.502 3.569 191.9 1996.712 86983.563 19.9 3.522 3.529 194.2 2187.112 95321.785 20 3.542 3.502 195.8 2324.017 101335.049 19.9 3.562 3.477 197.2 2463.005 107444.668 19.9 3.582 3.451 198.7 2613.741 114072.533 20 3.602 3.429 199.9 2733.553 119356.214 20 3.622 3.404 201.3 2889.326 126215.602 20 3.643 3.381 202.7 3053.977 133472.225 20 3.663 3.364 203.6 3164.745 138376.584 表2 根据公式(1)、(2)计算相关参数，然后以滴加的 HCl体积为横坐标，以F2为纵坐标作图(图1)。 图1 计算公式： 其中 F2 --Gran 函数； Mo --水样质量； --加入的盐酸的质量(相当于滴加的体积量)； C(H*) --H*的浓度； E --电极电立(mV)； F --法拉第常数， 96.487kJ/(V·mol)； R --气体常数，8.3144； T --绝对温度， T=t+273.15℃，t为摄氏温度； H --常数 ln(10) ； Alk --总碱度， umol/kg； C --盐酸浓度， mol/L； V --拟合直线与X轴的交点(即y=0时，x的数值)。 平行做三次(具体数据见附录)，根据相关参数分别作图(2)、(3)。 根据公式(3)计算总碱度。见表3 编号 拟合直线交点V 滴定剂浓度(mol/L) 取样量(g) Alk (umol/kg) 平均值(umol/kg) 1 3.222 0.05 40.0614 4021.70 4021.77 2 3.107 38.6386 4020.83 3 3.125 38.8363 4022.77 表3 4.2图谱 图4 4.3结论 由实验数据得知，结果重复性良好，能够满足客户对于精密度的要求， 说明 T960全自动电位滴定仪具备以敞口式 Gran 滴定法测定海水总碱度的能力。 ( 参考文献 ) [1] HY/T 197-2015 海水总碱度的测定式口式电位滴定法 注意事项 1、盐酸溶液的配制和每次平行实验完成后清洗电极建议使用一级水。 2、碳酸钠溶液称重后建议立即测试，同时将搅拌台多余的孔密封处理。 3、标定电极的电极平衡时间建议 10s以上。 附录 图2和图3的实验数据(部分截取)，见下表4、55. 温度 (℃) 盐酸体积(mL) pH 电压 (mV) C(H) F2 20.6 3.242 3.856 175.6 1029.888 43132.311 20.7 3.262 3.791 179.3 1189.116 49824.680 20.7 3.282 3.739 182.3 1338.684 56118.442 20.6 3.302 3.688 185.2 1504.867 63115.031 20.6 3.322 3.645 187.6 1654.532 69425.166 20.6 3.342 3.605 189.9 1811.910 76065.067 20.7 3.362 3.573 191.7 1940.440 81499.629 20.6 3.382 3.538 193.7 2105.395 88469.975 20.7 3.402 3.511 195.2 2228.074 93669.568 20.7 3.422 3.485 196.7 2364.049 99433.332 20.7 3.442 3.459 198.2 2508.323 105551.734 20.7 3.462 3.433 199.7 2661.401 112046.592 20.7 3.482 3.407 201.2 2823.822 118941.068 20.7 3.502 3.383 202.5 2972.583 125266.419 20.7 3.522 3.36 203.9 3141.563 132450.170 20.7 3.542 3.34 205 3281.045 138396.433 20.7 3.562 3.317 206.3 3453.892 145756.333 20.7 3.582 3.298 207.4 3607.241 152299.899 表4 温度 (℃) 盐酸体积(mL) pH 电压 (mV) C(H*) F2 18.9 3.201 4.156 158.5 543.541 22849.009 18.9 3.222 4.037 165.3 712.164 29952.411 18.9 3.242 3.944 170.6 879.108 36991.359 18.8 3.262 3.88 174.2 1016.710 42801.748 18.9 3.282 3.821 177.6 1161.024 48900.337 18.8 3.302 3.768 180.6 1311.232 55253.082 18.7 3.322 3.716 183.6 1480.997 62436.317 18.8 3.342 3.671 186.1 1631.644 68819.975 18.7 3.362 3.63 188.5 1799.581 75939.254 18.7 3.382 3.601 190.1 1917.792 80965.913 18.7 3.402 3.566 192.1 2076.534 87709.277 18.8 3.422 3.537 193.8 2215.898 93640.081 18.7 3.442 3.511 195.2 2348.943 99309.304 18.7 3.462 3.487 196.6 2483.412 105044.103 18.7 3.482 3.458 198.3 2657.087 112443.397 18.7 3.502 3.432 199.7 2809.196 118936.595 18.7 3.522 3.417 200.6 2911.548 123328.241 18.7 3.542 3.388 202.3 3115.165 132015.380 表5 1 前言海水中存在着相当数量的碳酸根、碳酸氢根和硼酸根等弱酸阴离子，这些阴离子在海水中同相应的弱酸分子保持一定的电离平衡关系。它们之间的数量大小和比例调节了海水的pH 值。海水呈碱性一方面是由于强碱阳离子（如碱金属和碱土金属离子）在数量上略为超过强酸阴离子（如 Cl -、SO42-等），另一方面是由于弱酸平衡的调节作用的缘故。总碱度的测定常用敞口式Gran滴定法，本文参照此方法步骤，采用碳酸钠溶液模拟海水，旨在探讨T960电位滴定仪的总碱度测定上的可行性。2 仪器与试剂2.1 仪器Hanon T960全自动电位滴定仪，温度电极、水浴锅、Hamilton pH复合电极，10ml滴定管单元。2.2 试剂盐酸溶液（0.05mol/L）、碳酸钠溶液（0.004mol/L）。