關(guān)于電導(dǎo)法測定工業(yè)水溶解性總固體含量的研究

李萌

河南省三門峽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 河南 三門峽 472000

引言

國內(nèi)外水中溶解性總固體含量的測定方法常用的有：離子樹脂交換法、化學(xué)分析計(jì)算法及重量法、電導(dǎo)率法等。重量法是國內(nèi)外目前最廣泛采用的一種方法。重量法的過程是：取水樣過濾—蒸發(fā)—稱重—計(jì)算結(jié)果。影響測量結(jié)果的因素很多，往往會帶來許多意想不到的誤差。該方法步驟煩瑣，耗時，每個樣品需要2-3小時左右，能源消耗也很高。電導(dǎo)率法測定水中可溶性總固體含量，其原理是：電解質(zhì)在水溶液中能電離生成陽離子和陰離子，在電場的作用下它們會朝相反的方向移動，形成電流，產(chǎn)生導(dǎo)電現(xiàn)象。電導(dǎo)法具有速度快、成本低的特點(diǎn)，因此開發(fā)電導(dǎo)法測定水中可溶性總固體含量并在工業(yè)上應(yīng)用具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中，采用標(biāo)準(zhǔn)物做工作曲線，測量結(jié)果并不理想。本文以校準(zhǔn)后的水樣作為工作曲線，結(jié)果較滿意。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 主要儀器

DDS-ⅡA 型電導(dǎo)率儀，AE-100型電子天平，電熱恒溫水浴箱，型電熱恒溫干燥箱。

水樣：來自煉油企業(yè)的循環(huán)水樣。

1.2 主要試劑

1.2.1 溶解性總固體標(biāo)準(zhǔn)液：對水樣進(jìn)行濃縮，再通過重量法測定其溶解性總固體含量為19780 mg/L

1.2.2 溶解性總固體標(biāo)準(zhǔn)液：20.0 g/L。

1.3 操作方法

1.3.1 重量法。將洗凈的蒸發(fā)皿放入烘箱內(nèi)于105℃干燥1h， 然后取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重，重復(fù)干燥、冷卻、稱重，直至恒重（連續(xù)兩次的稱重差值小于0.0005g）。 量取適量過濾后的水樣于已恒重的蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，將蒸發(fā)皿放入烘箱內(nèi)，于105℃干燥1h，然后取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，重復(fù)干燥、冷卻、稱重，直至恒重[1]。計(jì)算公式如下：

其中：m2蒸發(fā)皿和溶解固體質(zhì)量，單位：mg；m1蒸發(fā)皿質(zhì)量，單位：mg；V水樣體積，單位：mL；ρ水樣中溶解性總固體的質(zhì)量濃度，單位：mg/L

1.3.2 電導(dǎo)率法。①做工作曲線：取標(biāo)定后的水樣，稀釋成濃度梯度，作工作曲線，計(jì)算回歸方程；②在同樣的恒定溫度（空調(diào)控溫即可）下， 測定水樣的電導(dǎo)率，通過回歸方程計(jì)算出結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 回歸方程的線性關(guān)系

取水樣用重量法準(zhǔn)確測定其濃度，結(jié)果為14380mg·L-1，分別取標(biāo)定后的水樣：5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00mL，定容 50.00 mL，測量其電導(dǎo)率，結(jié)果如下表 1，回歸方程為：y=0.8267x+1771，相關(guān)系數(shù)為：R2=0.9963，線性關(guān)系良好。

表1 水樣可溶性總固含量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系

2.2 電導(dǎo)率法的精密度

如果是在同一時間進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，則電導(dǎo)率法的重現(xiàn)性非常好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差接近零， 通過分三天對兩個不同濃度梯度的水樣重復(fù)試驗(yàn)果，結(jié)果表明，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%，以重量法為標(biāo)準(zhǔn)，相對誤差小于3%。

2.3 電導(dǎo)率法的回收試驗(yàn)

電導(dǎo)率法與重量法比，測定溶解性總固體含量具有明顯的優(yōu)勢，但是在實(shí)踐中，采用標(biāo)樣做工作曲線的電導(dǎo)率法，與重量法對比，誤差比較大。其原因可能是：標(biāo)樣的組成和實(shí)際水樣的組成相差較大，電導(dǎo)率法除與離子濃度有關(guān)外，還與離子的化合價有關(guān)，這樣導(dǎo)致結(jié)果的誤差較大。本方法采用標(biāo)定后的水樣做工作曲線，這樣，每天的水樣與工作曲線所用水樣組成變化不大，消除了體系中各種影響準(zhǔn)確度的因素，提高了結(jié)果的準(zhǔn)確度。本回收率采用基準(zhǔn)氯化鈉為標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)了四個濃度梯度水樣，結(jié)果表明，水樣總固體含量為10500～678.0 mg·L-1之間，回收率在95.6%～104.4%之間。

2.4 測定濃度范圍

本方法做工作曲線的濃度范圍是在704.88～4211.28 mg·L-1之間，在此范圍內(nèi)測定的結(jié)果是可靠的，對于高濃度水樣，可稀釋后測定，對于低濃度水樣，可以用低濃度水樣做工作曲線，后測定水樣。

2.5 比對試驗(yàn)

比較重量法和電導(dǎo)率法，結(jié)果如下表2，相對誤差最大為3.0，最小為0.44。

表2 兩種方法的比較

3 結(jié)束語

（1）電導(dǎo)率法測定水中溶解性總固體含量，與重量法比較，具有快速、簡單、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)；

（2）但是在實(shí)踐中，采用標(biāo)定后的水樣做工作曲線，與重量法對比，誤差明顯降低，更具有快速、簡單、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等優(yōu)點(diǎn),可廣泛推廣應(yīng)用。