地下水-碳酸根重碳酸根和氢氧根的测定-酸标准溶液滴定法

FHZDZDXS0023 地下水 碳酸根重碳酸根和氢氧根的测定 酸标准溶液滴定法

F-HZ-DZ-DXS-0023

地下水—碳酸根重碳酸根和氢氧根的测定—酸标准溶液滴定法

1 范围

碳酸盐和重碳酸盐是形成水中碱度的主要成分。它们的测定，通常采用酸标准溶液滴定法。 本方法适用于地下水中碳酸根、重碳酸根和氢氧根的测定。

检测下限分别为：碳酸根、重碳酸根5mg/L、氢氧根2mg/L。

2 原理

用盐酸标准溶液滴定水样时，若以酚酞作指示剂，滴定到等当点时，pH为8.4，此时消耗的酸量仅相当于碳酸盐含量的一半，当再向溶液中加入甲基橙指示剂，继续滴定到等当点时，溶液的pH值为4.4，这时所滴定的是由碳酸盐所转变的重碳酸盐和水样中原有的重碳酸盐的总和，根据酚酞和甲基橙指示的两次终点时所消耗的盐酸标准溶液的体积，即可分别计算碳酸盐和重碳酸盐的含量。

3 试剂

除非另有说明，本法所用试剂均为分析纯，水为蒸馏水、二次去离子水或等效纯水。

3.1 盐酸标准溶液[c(HCl)=0.05mol/L]

3.1.1 配制：量取4.2mL盐酸（ρ1.19g/mL），加蒸馏水，移入1000mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀。

3.1.2 标定：称取3份0.1g～0.2g（精确至0.0001g）预先经180℃烘干2h的无水碳酸钠（NaCO3,光谱纯），分别置于三个250mL三角瓶中，加50mL蒸馏水溶解，加4滴甲基橙指示剂（0.5g/L），用0.05mol/L盐酸溶液滴定至溶液由黄色突变为橙红色，即达终点。记录消耗盐酸溶液的毫升数（V）。盐酸溶液的准确浓度按公式（1）计算：

c（HCL）=

式（1）中：

c（HCL）——盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

m——称取碳酸钠的质量，g；

V1——滴定碳酸钠消耗盐酸标准溶液的体积，mL；

Vo——空白消耗盐酸标准溶液的体积，mL；

0.05299——与1.00mL盐酸标准溶液[c（HCl）=1.000mol/L]相当的以克表示的

碳酸钠的质量。

3.2 酚酞指示剂（5g/L）：称取0.5g酚酞，溶于100mL乙醇（Ψ（CH3CH2OH）=95%）中。

3.3 甲基橙指示剂溶液（0.5g/L）：称取0.05g甲基橙溶于100mL纯水中。 m…………………………（1） V1−V0×0.05299

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4 试样制备

采集的水样送到实验室应尽快完成分析，试样用量50mL。

5 操作步骤

5.1 取50.0mL水样于150mL三角瓶中，加入4滴酚酞指示剂，如出现红色，则用0.05 mol/L盐酸标准溶液（0.05mol/L）滴定至溶液红色刚刚消失。记录消耗盐酸标准溶液的毫升数V1。

5.2 在此无色溶液中，再加入4滴甲基橙指示剂（0.5g/L），继续以盐酸标准溶液（0.05mol/L）滴定到溶液由黄色突变为橙色。记录盐酸标准溶液的消耗量V2。

6 结果计算

氢氧根、碳酸根和重碳酸根的含量，依下列情况，分别计算：

2−存在，无HCO−。此时按公式（2）2−6.1 当V1＞V2时，表明有OH-和CO3（3）计算OH-和CO33

的含量：

OH-（mg/L）=(V−V)×C(HCl)×17.0073×1000…………………………（2） V

2V2×C(HCl)×30.0046×1000…………………………（3） V2−（mg/L）=CO3

2−而无OH-和HCO−存在。此时按公式（4）或（3）计算CO2−的含6.2 当V1=V2，表明有CO333

量：

2−（mg/L）=CO32V1×C(HCl)×30.0046×1000…………………………（4） V

2−和HCO−存在，没有OH-。此时按公式（4）和公式（5）计算6.3 当V1＜V2时，表明有CO33

2−和HCO−的含量： CO33

−（mg/L）=HCO3(V−V)×C(HCl)×61.0171×1000……………………（5） V

−存在。则按公式（6）计算HCO−的含量。 6.4 当V1=0时，表明仅有HCO33

−（mg/L）=HCO3V2×C(HCl)×61.0171×1000…………………………（6） V

6.5 当V2=0时，表明仅有OH-存在。则按公式（7）计算OH-的含量：

OH-（mg/L）=

式中：

c（HCl）——盐酸标准溶液浓度，mol/L；

V1——用酚酞作指示剂时滴定氢氧根和碳酸根消耗的盐酸标准溶液的体积，mL；

V2——用甲基橙作指示剂时，滴定重碳酸根消耗的盐酸标准溶液的体积，mL；

V——所取水样体积，mL；

17.0073——与1.00mL盐酸标准溶液[c（HCl）=1.000mol/L]相当的以毫克表示的OH-的

2V1×C(HCl)×17.0073×1000……………………………（7） V

质量；

2−30.0046——与1.00mL盐酸标准溶液[c（HCl）=1.000mol/L]相当的以毫克表示的CO3

的质量；

61.0171——与1.00mL盐酸标准溶液[c（HCl）=1.000mol/L]相当的以毫克表示的−的质量。 HCO3

7 精密度和准确度

同一实验，测定含有250.6mg/L重碳酸根离子的水样6次。其相对标准偏差为1.2%，相对误差为1.8%。

8 参考文献

[1] 地下水标准检验方法[J]. 地质实验室. 1988,第4卷. (增刊):18-20.

[2] 中华人民共和国国家标准. GB/T 8538-1995,饮用天然矿泉水检验方法[S]. 北京:中国标准出

版社. 1996,102-104.

[3] 中华人民共和国地质矿产行业标准. DZ/T 0064. 49-93,地下水质检验方法. 滴定法测碳酸

根，重碳酸根和氢氧根[S]. 北京:中国标准出版社. 1996,139-140.

[4] 岩石矿物分析编写小组. 岩石矿物分析[M]. 第二版. 北京:地质出版社. 1974,851-853.

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