工業用水實驗室測定方法

李非

（南陽市第二技工學校，河南南陽473000）

1 方法綜述

在實驗室中對水樣測定之前，必須明確水樣的正確采集、處理和保存是關系測定的一個很重要的問題。除了按照一般液體取樣規定外，還應根據分析目的和待測水的性質選擇適當方法，保證水樣的變化減小到最低程度。

實驗室收到水樣后，對于測定pH 值、水中溶解氣體（包括O2、C02、H2S 等）必須立即進行。其他也應根據要求做適當處理（如：冷凍、酸化等)。同時在實驗室內不應有干擾性試驗（如進行有酸霧、氨氣、CO2的試驗)。

試驗分析方法原理闡述如下。

1.1 堿度的測定

1）堿度：水的堿度是指水中含有能接受氫離子的物質的量。例如：氫氧根、碳酸鹽、重碳酸鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽、硅酸鹽、硅酸氫鹽、亞硫酸鹽、腐植酸鹽和氨等，都是水中常見的堿性物質。堿度是水的綜合特性的一種度量，只有當樣品的化學組成已知時，才能解釋為具體的物質。

2）測定原理：基本上是按照酸堿中和滴定的原理進行測定。但是終點pH 值的確定，并不按照中和滴定曲線上等當點的突躍來確定的，而是采用固定的終點pH 值。因為對于具有緩沖能力的或復雜的混合物來說，準確地確定等當點的突躍是很困難的或者是不可能的。根據固定的終點pH 值，水的堿度分為酚酞堿度和全堿度兩種。酚酞堿度是以酚酞作指示劑時所測出的量，其終點pH 值約為8.3; 全堿度是以甲基橙作指示劑測出的量，終點的pH 值約為4.2;若堿度很小時，全堿度又能以甲基紅—亞甲基藍作指示劑，終點的pH值約為5.0。

以酚酞作指示劑，終點pH 值為8.3 時，能全部完成反應只有下列二式：

再以甲基橙（或甲基紅一次甲基藍） 作指示刑，繼續滴加時，+H+→H2O+ CO2反應能全部完成，其它堿類剩余部分均能全部滴完。常用的堿度分類中常把水中的堿度看成以氫氧化物、碳酸鹽和重碳酸鹽三種堿度為主。在精確計算OH-,，濃度時，就應該考慮到其他堿物質的影響，而加以校正。但一般作監督控制時，常常只作酚酞堿度和全堿度，不經校正粗略計算0H-、，濃度。

1.2 硬度的測定

1）硬度：水的硬度主要由于溶解在水中的鈣鹽和鎂鹽所致。現代習慣上水的總硬度就是指鈣鎂濃度的總和。硬度中又分兩種：一種是碳酸鹽硬度，常稱暫時硬度。系鈣鎂的碳酸鹽或重碳酸鹽形成的硬度；另一種是非碳酸鹽硬度，或稱永久硬度。系除鈣鎂碳酸鹽或重碳酸鹽以外的其他鈣鎂鹽。如CaSO4，MgSO4，CaCl2，MgCl2等。

硬度單位常用以下三種表示：①用每升水中含碳酸鈣的毫克數表示，即mg/L。②用每升水中含有鈣鎂離子的毫克當量數表示。即mg 當量/L。③用德國度來表示。就是將1 L 水中含有形成硬度的鹽類換算成相當于氧化鈣的量，其總量相當于10mg 氧化鈣時，稱為1 度。它們之間的關系是1mg 當量L 等于2.8 德國度。

2）測定原理：通常采用絡合濟定法，其原理是在pH 值為10 的緩沖溶液中，用鉻黑T 作指示劑，以EDTA 標準溶液滴定至純藍色為終點，根據EDTA 用量計算硬度。

該法滴定時的pH 值必須嚴格控制。遇有酸堿度高的水樣應該先中和，后加緩沖溶液。另外滴定時溫度不能低，否則絡合反應速度慢，容易造成過滴定而產生誤差。冬季應將水樣加熱到30～40°C，進行滴定。

對于碳酸鹽含量高的試樣，為了防止析出沉淀，造成終點拖長的現象。可以在加緩沖溶液之前，采用稀釋或是預置80～90%所需EDTA 標準溶液的辦法加以解決。預置80%～90% EDTA,還有消除干擾離子封閉或僵化指示劑的作用。

遇到指示劑封閉時，也可用加入掩蔽劑的辦法消除。常用如下幾種：①0.2g 硫脲和2mL 三乙醇胺；②1mL 硫化鈉(5%）；③1 mL 氰化鉀（25%)；④CyDTA-Mg 鹽0.25g(指100mL 水樣而言)。

1.3 氯化物的測定

氯化物的測定常用硝酸銀滴定法。其原理如下：在中性或弱堿性溶液中，用硝酸銀滴定氯化物生成氯化銀沉淀，用鉻酸鉀作指示劑當滴定到達終點時，過量的硝酸銀與鉻酸鉀作用生成磚紅色鉻酸銀沉淀，表示滴定終點。

應用該法必須注意滴定溶液是中性或弱堿性溶液。此法還有以下干擾：Br-、I-、CN-干擾測定。正磷酸鹽含量＞15mg/L 時，會生成磷酸鹽沉淀而干擾；鐵含量＞10mg/L 時，會使終點模糊；硫化物、硫代硫酸鹽和亞硫酸鹽也能干擾測定，但可用過氧化氫處理予以消除。

1.4 溶解氧的測定

水中溶解氧的存在，能使接觸水的金屬氧化，加快金屬的腐蝕。在工業用水中測定溶解氧有很重要意義。常用的測定方法是碘量法及其改進方法，還有靛藍二黃酸鈉光度法以及薄膜電極電位法等。本節介紹碘量法，又稱“兩瓶法”，其原理如下：在酸性溶液中，2 價錳離子被水中溶解氧氧化成3 價和4 價錳離子；在酸性溶液中，3 價和4 價錳離子能將碘離子氧化成游離碘，以淀扮為指示劑，用硫代硫酸鈉滴定，根據其消耗量計算出水中溶解氧含量。

在實際測定中為了便于配制碘化鉀混合液常加入些碘酸鉀，在該反應中也產生碘：I03-+5I-+6H+→3I2+3H2O，除此在水樣中可能會有氧化劑，也能產生碘,如水樣中有還原劑，則會消耗碘。為了抵消這些影響，采取在第二個瓶中做空白試驗的方法抵消。空白試驗加入的試劑都相同。只是加入順序不同，先加酸，后加錳鹽，在酸性溶液中，Mn2+不沉淀，也不能被溶解氧氧化。但是I03-，水樣中氧化劑或還原劑仍起影響。兩個瓶消耗的琉代硫酸鈉的差值，就是溶解氧的影響。當然這里還包含試劑中含有的溶解氧，不過此值甚小，且在一個定值范圍波動，常采用校正系數校正計算水樣中溶解氧。測定方法參見GB1576—79《低壓鍋爐水質標準》S-10-1-78 溶解氧的測定（兩瓶法)。

2 分析應用示例

水中氯化物的測定—硝酸銀滴定法。

操作步驟：

量取100mL 水樣放入250mL 錐形瓶中。加2～3 滴酚酞指示劑（1%)，若顯紅色，即用硫酸溶液（0.1N)中和至無色；若不顯紅色，則用氫氧化鈉溶液（0.1N)中和至微紅色,然后以硫酸溶液（0.1N)滴回無色，再加入1 mL (鉻酸鉀指示劑(10%)，用硝酸銀溶液（滴定度為1 mg Cl-/mL）滴定至橙色。同時作空白試驗。根據兩次硝酸銀標準溶液的消耗量，計算Cl-含量。

本法適用于5～100mg Cl-/L 含量范圍。含量＞100mg/ L 可根據情況適當減少取樣量，但要用蒸餾水稀釋至100mL 后測定。＜5mg Cl-/L 水樣取100mL 用滴定度為0.5mg Cl-/mL 的硝酸銀標準溶液滴定，鉻酸鉀指示劑（10%)改用0.5mL。