海水堿度的測定 pH電位滴定法

HY/T 178-2014 海水堿度的測定 pH電位滴定法

范圍
本標準規定了海水利用過程中海水堿度的測定方法，是以pH變化指示終點的pH電位滴定法。
本標準適用于海水、微咸水和鹽水中堿度在0~4mmol/L范圍內的測定。

術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
堿度  alkalinity
中和海水中弱酸陰離子所需氫離子的物質的量除以海水的體積。
[GB/T 15921-2010，定義3.2.8]
酚酞堿度  phenolphthalein endpoint alkalinity
以酚酞作指示劑測得的堿度。
注: 酚酞為指示劑的滴定終點pH約為8.3，通過滴定至pH=8.3測定酚酞堿度。
甲基橙堿度  methyl orange endpoint alkalinity
以甲基橙作指示劑測得的堿度。
注: 甲基橙為指示劑的滴定終點pH約為4.5，通過滴定至pH=4.5測定甲基橙堿度。

原理
采用酸堿滴定法。以鹽酸標準滴定溶液作滴定劑，滴定終點采用pH計電位示值判定。pH=8.3時，海水樣中存在的氫氧化物和二分之一的碳酸鹽被滴定。pH=4.5時，海水樣中碳酸氫根離子被滴定。

分析步驟
水樣采集
單標線吸量管移取50mL水樣，置于150mL燒杯中，把燒杯放在磁力攪拌器上，并放入磁力轉子一個，再將干凈的復合玻璃電極插入溶液內(勿與轉子相觸)。
酚酞堿度的測定
打開電磁攪拌器開關，保持適宜速度攪拌(與定位時的攪拌速度相同)，測定pH值。如果pH值小于或等于8.30，記錄V₃為0.00；如果pH值大于8.30，則用鹽酸標準溶液滴定，滴定至pH為8.30±0.05時即為終點，記錄鹽酸標準溶液所消耗的體積V₃。
甲基橙堿度的測定
在上述測定基礎上，繼續滴定并攪拌，至pH值為4.50±0.05時記錄所用鹽酸標準溶液的總體積V₄。
清洗電極
測試結束后，蒸餾水沖洗電極，用試紙吸干后浸泡于飽和KCl溶液中。

結果計算
海水中酚酞堿度以碳酸鈣(CaCO₃)的質量濃度X₁計，單位為毫克每升(mg/L)，按式(2)計算:

式中:
V₃ 一一滴定酚酞堿度時消耗鹽酸標準溶液體積，單位為毫升(mL)；
c₁ 一一鹽酸標準溶液濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V₀ 一一海水樣體積，單位為毫升(mL)；
M 一一碳酸鈣(CaCO₃)的摩爾質量的數值，單位為克每摩爾(g/mol)(M=100.09)。
計算結果修約至小數點后兩位。
海水中甲基橙堿度以碳酸鈣(CaCO₃)的質量濃度X₂計，單位為毫克每升(mg/L)表示，按式(3)計算:

式中:
V₄ 一一滴定甲基橙堿度時消耗鹽酸標準溶液體積，單位為毫升(mL)；
c₁ 一一鹽酸標準溶液濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V₀ 一一海水樣體積，單位為毫升(mL)；
M 一一碳酸鈣(CaCO₃)的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)(M=100.09)。
計算結果修約至小數點后兩位。
如果海水樣堿度的基本組分為碳酸氫鹽、碳酸鹽和氫氧化物，其質量濃度可根據滴定結果V₃和V₄，由表1查得對應組分消耗鹽酸標準溶液的體積，代入式(4)~式(6)計算，計算結果修約至小數點后兩位。

式中:
X₃ 一一海水中碳酸氫鹽(HCO₃^-)的質量濃度，單位為毫克每升(mg/L)；
X₄ 一一海水中碳酸鹽(CO₃^2-)的質量濃度，單位為毫克每升(mg/L)；
X₅ 一一海水中氫氧化物(OH^-)的質量濃度，單位為毫克每升(mg/L)；
c₁  一一鹽酸標準溶液濃度， 單位為摩爾每升(mol/L)；
V₀  一一海水樣體積，單位為毫升(mL)；
V₅ 、V₆、V₇一一由表1 查得的碳酸氫鹽(HCO₃^-) 、碳酸鹽(CO₃^2-)、氫氧化物(OH^-)消耗鹽酸標準溶液體積，單位為毫升(mL)；
M₁ 一一碳酸氫根(HCO₃^-)的摩爾質量， 單位為克每摩爾(g/mol)(M₁=61.02)；
M₂ 一一碳酸根(CO₃^2-)的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)(M₂=30.01)；
M₃ 一一氫氧根(OH^-)的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)(M₃=17.01)。


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