冷却水化学分析方法Word下载.docx
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Vw—水样体积,毫升。
5.0结果表示
总硬度的测定—EDTA法
本方法适用于循环冷却水和天然水中总硬度的测定。
在PH=10时,乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)和水中的钙镁离子生成稳定络合物,指示剂铬黑T也能与钙镁离子生成葡萄酒红色络合物,其稳定性不如EDTA与钙镁离子所生成的红色铬合物,当用EDTA滴定接近终点时,EDTA自铬黑T的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子而使铬黑T指示剂游离,溶液由酒红钯变为兰色,即为终点。
其反应如下:
Mg2++Hlnd2-→Mglnd-+H+
Mglnd-+H2Y2-→MgY2-+H++Hlnd2-
Ca2++Hlnd2-→Calnd-+H+
Calnd-+H2Y2-→CaY2-+H++Hlnd2-
式中Hlnd2-—铬黑T指示剂(蓝色);
Mglnd-—镁与铬黑T的络合物(酒红色);
H2Y2-—乙二胺四乙酸离子(无色)。
2.0试剂
2.16mol/L盐酸溶液。
2.210%氨水:
量取440mL氯水,稀释至1000mL。
2.31+1三乙醇胺溶液
2.4铬黑T指示剂
称取0.5g铬黑T和4.5g盐酸羟胺,溶于100mL95%乙醇中,储于棕色瓶中。
2.5PH=10氨—氯化铵缓冲溶液。
称取54g氯化铵,溶于200mL水中,加350mL氯水,用水稀释1000mL。
2.60.01mol/LEDTA标准溶液.
2.6.1配制
称取乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8N2Na2·
2H2O)3.72g溶于1000mL水中,摇匀。
2.6.2标定
称取0.2g于800℃灼烧至恒重的基准氧化锌(称准至0.0002g)。
用少许水湿润,加2mL6mol/L盐酸溶液至样品溶解,移入250mL容量瓶中,稀释至刻度。
吸取此溶液20mL,移入250mL锥形瓶中,加30mL水,用10%氨水中和至PH7~8(稍有氨味),加5mL氨—氯化铵缓冲溶液,加2-4滴铬黑T指示剂,用EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为天蓝色。
同时做空白试验。
2.6.3计算
EDTA标准溶液摩尔浓度M(摩尔/升),按下式计算:
M=
G×
20/250
(V1-V0)×
81.39
式中:
G—氧化锌的重量,克;
V1—EDTA溶液的用量,毫升;
V0—空白试验EDTA溶液用量,毫升;
81.39—氧化锌摩尔质量,克/摩尔。
3.0仪器
3.1滴定管:
25mL酸式。
4.0分析步骤
4.1吸取水样50mL,移入250mL锥形瓶中,加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液,2-4滴铬黑T指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。
5.0分析结果的计算
水样中总硬度含量X(毫克/升,以CaCO3计),按下式计算:
V×
M×
100.08
V—滴定时EDTA标准溶液消耗体积,毫升;
M—EDTA标准溶液浓度,摩尔/升;
Vw—水样体积,毫升;
100.08—碳酸钙摩尔质量,克/摩尔。
6.0注释
6.1若水样中有铁、铝干扰测定时,加1+1三乙醇胺1~3mL加以掩蔽。
6.2若水样中有少量的锌离子时,取样后可加β—氨基乙硫醇0.5mL加以掩蔽,若锌含量高,可另测锌含量,而后从总硬度中减去。
6.3若测定中有返色现象,可将水样经中速滤纸干过滤,除去悬浮的碳酸钙。
7.0允许差
水中总硬度在300mg/L(以CaCO3计)时,平行测定两结果差不大于3.5mg/L。
8.0结果表示
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的总硬度含量。
镁离子的测定—差减法
本方法适用于循环冷却水的天然水中镁离子的测定。
用差减法测定镁离子,就是在测定总硬度和钙离子的基础上,用水中总硬度的含量减去水中钙离子的含量而得水中镁离子的含量。
2.0分析结果的计算
水样中镁离子含量X(毫克/升,以CaCO3计),按下式计算:
X=Y-Z
Y、Z—水样中同时测定的总硬度含量和钙离子含量,(毫克/升,以CaCO3计)。
钙离子的测定—EDTA滴定法
本方法适用于循环冷却水和天然水中钙离子的测定。
钙黄绿素能与水中钙离子生成莹光黄绿色络合物,在PH>12时,用EDTA标准溶液滴定钙,当接近终点时,EDTA夺取与指示剂结合的钙,溶液莹光黄绿色消失,呈混合指示剂的红色,即为终点。
2.11+1盐酸溶液
2.220%氢氧化钾溶液。
2.3钙黄绿素酚酞混合指示剂
称取钙黄绿素0.2g酚酞0.07g置于研钵中,再加入20g氯化钾,研细混匀,贮于广口瓶中。
2.40.01mol/LEDTA标准溶液
同总硬度的测定。
25mL
3.2移液管:
5mL
吸取经中速滤纸干过滤的水样50mL,移入250mL锥形瓶中,加1+1盐酸3滴,混匀,加热煮沸半分钟,冷却至50℃以下加5mL20%氢氧化钾溶液,再加约80mg钙黄绿素酚酞混合指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至莹光黄绿色消失,出现红色即为终点。
水样中钙离子含量X(毫克/升,以CaCO3计),按下式计算:
6.1若测定时有轻度返色,可滴至不返色为止。
6.2若返色严重可用慢速滤纸对水样进行“干过滤”。
6.3也可采用钙指示剂或紫脲酸铵作指示剂。
水中钙离子含量在500mg/L(以CaCO3计)时,平行测定两结果差不大于2mg/L。
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的钙离子含量。
碱度的测定—指示剂法
本方法适用于循环冷却水和天然水中碱度的测定。
用酚酞做指示剂,用标准酸溶液滴定水样,达到终点,所测得的碱度称为酚酞碱度,此时水样中所含全部氢氧根和二分之一碳酸根与酸化合,其反应如下:
OH-+H+=H2O
CO32-+H+=HCO3-
在滴定酚酞碱度的水样中加入甲基橙指示剂,继续标准酸溶液滴定达到终点时(包括酚酞碱度的用量),所测得的碱度称为甲基橙碱度,也称总碱度,此时水样中所含重碳酸根全部被中和,其反应如下:
HCO3-+H+→H2CO3
H2O+CO2↑
2.10.1%甲基橙水溶液。
2.20.5%酚酞50%的乙醇溶液。
2.3溴甲酚酞-甲基红指示液。
取3份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液与1份0.2%甲基红乙醇溶液混合。
2.40.1mol/L盐酸标准溶液
2.4.1配制:
量取9mL盐酸(优级纯)注入1000mL水中。
2.4.2标定:
称取0.20g于270~300℃灼烧至恒重的基准无水碳酸钠,称准至0.0002g。
溶于50mL水中,加10滴溴甲酚绿甲基红混合指示液,用0.1mol/L盐酸溶液滴至溶液由绿色变为暗红色,煮沸2分钟,冷却后继续滴定至溶液呈暗红色,同时做空白试验。
2.4.3计算
盐酸标准溶液的摩尔浓度M(摩尔/升)按下式计算:
2
(V1-V2)×
105.99
G—无水碳酸钠之重量,克;
V1—盐酸溶液之用量,毫升;
V2—空白试验盐酸溶液之用量,毫升;
105.99—碳酸钠的摩尔质量,克/摩尔。
滴定管:
10mL微量滴定管。
4.1酚酞碱度的测定
吸取100mL水样于250mg/L锥形瓶中,加三滴酚酞指示剂,若不显色,说明酚酞碱度为零,若显红色,用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至红色刚好褪去为终点,记录盐酸标准溶液用量V3。
4.2总碱度的测定
在测定酚酞碱度后的水样中,再加入1滴甲基橙指示剂,继续用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至刚好出现橙红色为终点。
记录下盐酸标准溶液的用量(包括酚酞碱度用量)V4。
5.1水样中酚酞碱度P(毫克/升,以CaCO3计)按下式计算:
P=
V3×
V3—用酚酞指示剂时,滴定所消耗盐酸标准溶液的体积、毫升;
M—盐酸标准溶液摩尔浓度,摩尔/升;
100.08—碳酸钙的摩尔质量,克/摩尔;
5.2总碱度(甲基橙碱度)的计算:
水样中总碱度T(毫克/升,以CaCO3计)按下式计算:
T=
V4×
V4—用甲基橙指示剂后,滴定所消耗盐酸标准溶液的体积、毫升;
5.3设水中的碱度全部由氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐形成,并认为不存在其它弱无机酸和有机酸,并假定氢氧化物与重碳酸根不共存的条件下,水中氢氧化物、碳酸根、重碳酸根的关系如表1-6所示。
6.0允许差
碱度在25~250mg/L(以CaCO3计)的范围内,平行测定两结果差不大于2.5mg/L。
表1-6各种碱度关系
滴定结果
氢氧化物碱度
以CaCO3计
碳酸盐碱度
重碳酸根碱度
P=0
T
2P<T
2P
T-2P
2P=T
2P>T
2P-T
2(T-P)
P=T
7.0结果表示
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的碱度。
总铁离子的测定—邻菲罗啉分光光度法
本方法适用于循环冷却水和天然水中总铁离子的测定,其含量小于1mg/L。
亚铁离子在PH值3~9的条件下,与邻菲罗啉(1,10—二氮杂菲)反应,生成桔红色络合离子:
3C12H8N2+Fe2+→[Fe(C12H8N2)3]2+
此铬合离子在PH值3~4.5时最为稳定。
水中三价铁离子用盐酸羟胺还原成亚铁离子,即可测定总铁。
2.11+1盐酸溶液。
2.21+1氨水。
2.3刚果红试纸。
2.410%盐酸羟胺溶液。
2.50.12%邻菲罗啉溶液。
2.6铁标准溶液的配制
称取0.864g硫酸铁铵[FeNH4(SO4)2·
12H2O]溶于水,加2.5mL硫酸,移入1000mL容量瓶中,稀释至刻度。
此溶液为1mL含0.1mg铁标准溶液。
吸取上述铁标准溶液10mL,移入100mL容量瓶中用水稀释至刻度,此溶液为1mL含0.01mg铁标准溶液。
3.1分光光度计。
4.1标准曲线的绘制
分别吸取1mL含0.01mg铁标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL于6只50mL容量瓶中,加水至约25mL,各加1毫米长的刚果红试低,在试纸呈蓝色时,各瓶加1mL10%盐酸羟胺溶液,2mL0.12%邻菲罗啉溶液,混匀后用1+1氨水调节使刚果红试纸呈紫红色,再加1滴1+1氨水,使试纸呈红色,用水稀释至刻度。
10分钟后于510nm处,用3cm比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度,以吸光度为纵坐标,铁离子毫克数为横坐标,绘制标准曲线。
4.2水样的测定
取水样50mL于150mL锥形瓶中,放入1毫米长的刚果红试纸,用1+1盐酸溶液调节使水呈酸性,PH<3,刚果红试纸显蓝色。
加热煮沸10分钟,冷却后移入50mL容量瓶中,加10%盐酸羟胺溶液1mL,摇匀,1分钟后,再加0.12%邻菲罗啉溶液2mL,用1+1氨水调节PH,使刚果红试纸呈紫红色,再加1滴氨水,试纸呈红色后用水稀释至刻度。
10分钟后于510nm处,以3cm比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度。
水样中总铁离子含量X(毫克/升),按下式计算:
A
A—从标准曲线查得的铁离子的含量,毫克;
6.1循环冷却水中铁含量常以三氧化二铁和氢氧化铁沉淀形式存在,加盐酸煮沸以使其溶解。
6.2分析步骤中溶液的PH控制也可采用加2mL2mol/L盐酸,在加邻菲罗啉后,再加5mL22%醋酸铵溶液,但醋酸铵溶液应不含铁离子,否则,更换试剂时应重新绘制标准曲线。
水中总铁离子含量小于1mg/L时,平行测定两结果差不大于0.03mg/L。
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的总铁离子含量。
硫酸根的测定—EDTA滴定法
本方法适用于循环冷却水和天然水中硫酸根离子的测定,水样中硫酸根含量大于200mg/L时,可进行适当稀释。
水样中加入氯化钡,与硫酸根生成硫酸钡沉淀。
过量的钡离子在氯化镁存在下,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定。
2.20.5%铬黑T乙醇溶液(同总硬度的测定)
2.3氨-氯化铵缓冲溶液(PH=10.3)
同总硬度的测定
2.40.0125mol/L氯化钡溶液:
称取3.054g氯化钡(BaCl2·
2H2O)溶于100mL水中,移入1000mL溶量瓶中,稀释至刻度。
2.50.01mol/L氯化镁溶液的配制
称取2.1g氯化镁(MgCl2·
6H2O)溶于少量水中,移入1000mL容量瓶中,稀释至刻度。
2.60.01mol/LEDTA标准溶液
酸式25mL。
3.2电炉。
4.1水样的测定
吸取经中速滤纸干过滤的水样50mL于250mL锥形瓶中,加入三滴1+1盐酸,在电炉上加热微煮半分钟,再加入10mL0.0125mol/L氯化钡溶液,微沸半分钟,再加入10mL0.0125mol/L氯化钡溶液,微沸10分钟,冷却10分钟后,加入5mL0.01mol/L氯化镁溶液,10mL氨-氯化铵缓冲液,6-10滴铬黑T指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定,溶液从酒红色至纯蓝色为终点。
4.2水中硬度的测定
吸取经中速滤纸干过滤后水样50mL,加10mL氨-氯化铵缓冲溶液,6~10滴铬黑T指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色。
4.3氯化钡、氯化镁消耗EDTA标准溶液的体积。
准确吸取10mL0.0125mol/L氯化钡溶液,5mL0.01mol/L氯化镁溶液于250mL锥形瓶中,加水50mL,再加入10mL氨-氯化铵缓冲溶液及6-10滴铬黑T指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴至纯蓝色。
水样中硫酸根离子的含量X(毫克/升),按下式计算:
96×
(V2+V3-V4)×
M2
V2—测定水样硬度时消耗EDTA的体积,毫升;
V3—滴定氯化钡和氯化镁溶液时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
V4—测定水样硫酸根时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
M2—EDTA标准溶液的摩尔浓度,摩尔/升;
Vw—水样体积,毫升。
硫酸根含量在100mg/L范围内时,平行测不定期两个结果差,不大于4mg/L。
取平行测定两结果的算术平均值,作为水样的硫酸根含量。
正磷酸盐含量的测定—钼酸铵分光光度法
本方法适用于含PO43-0.02~50mg/L工业循环冷却水中磷含量的测定。
在酸性条件下,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸还原成磷钼蓝,于710nm最大吸收波长处分光光度法测定。
反应式为:
12(NH4)2MoO4+H2PO4-+24H++24H+KSbOC4H4O6[H2PMo12O40]-+NH4++12H20
[H2Pmo12O40]-C8H8O6H3PO4·
MoO3·
Mo2O5
2.1磷酸二氢钾;
24
2.2硫酸:
1+1溶液;
2.3抗坏血酸:
20g/L;
称取10g抗坏血酸,精确至0.5g,称取0.2g乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8N2Na2·
2H2O),精确至0.01g,溶于200mL水中,加入8.0mL甲酸,用水稀释至500mL,混匀,贮存于棕色瓶中(有效期一个月)。
2.4钼酸铵:
26g/L溶液;
称取13g钼酸铵,精确至0.5g,称取0.5g酒石酸锑钾(KsbOC4H4O6·
1/2H2O),精确至0.01g,溶于200mL水中,加入230mL硫酸溶液,混匀,冷却后用水稀释至500mL,混匀,贮存于棕色瓶中(有效期二个月)。
2.5磷标准溶液:
1mL含有0.5mgPO43-
称取0.7165g预先在100~105℃干燥并已恒重过的磷酸二氢钾,精确至0.0002g,溶于约500mL水中,定量转移至1L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
2.6磷标准溶液:
1mL含有0.02mgPO43-
取20.00mL磷酸标准溶液(2.5)于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
3.1分光光度计:
带有厚度为1cm的吸收池。
4.1工作曲线的绘制
分别取0(空白)、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0mL磷标准溶液(2.6)于9个50mL容量瓶中,依次向各瓶中加入约25mL水,2.0mL钼酸铵溶液,3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10分钟。
在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以空白调零测吸光度。
以测得的吸光度为纵坐标,相对应的PO43-量(μg)为横坐标绘制工作曲线。
4.2试样的制备
现场取约250mL实验室样品经中速滤纸过滤后贮存于500mL烧杯中即制成试样。
4.3正磷酸盐含量的测定
从试样中取20.0mL试验溶液,于50mL容量瓶中,加入2.0mL钼酸铵溶液,3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10分钟,在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以不加试验溶液的空白调零测吸光度。
以mg/L表示的试样中正磷酸盐(以PO43-计)含量(x1),按下式计算:
x1=
m1
V1
m1—从工作曲线上查得的以μg表示的PO43-量;
V1—移取试验溶液的体积,mL。
所得结果应表示至二位小数。
两次平行测定结果之差不大于0.30mg/L,取算术平均值为测定结果。
总磷含量的测定—钼酸铵分光光度法
在酸性溶液中,用过硫酸钾作分解剂,将聚磷酸盐和有机膦转化为正磷酸盐,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸还原成磷钼蓝,于710nm最大吸收波长处分光光度法测定。
反应式同“正磷酸盐含量的测定”第1条。
同正磷酸盐和总无机磷含量的测定第2条和下列试剂。
2.1过硫酸钾40g/L溶液:
称取20g过硫酸钾,精确至0.5g,溶于500mL水中,摇匀,贮存于棕色瓶中(有效期一个月)。
同正磷酸盐的测定第3.1条。
同正磷酸盐测定第4.1条。
4.2总磷含量测定
从正磷酸盐测定的试样(4.2)中取5.00mL试验溶液于100mL锥形瓶中,加入1.0mL硫酸溶液(见总无机磷测定之2.3),5.0mL过硫酸钾溶液(2.1),用水调整锥形瓶中溶液体积至约25mL,摇匀,置于可调电炉上缓缓煮沸15分钟至溶液快蒸干为止。
取出后流水冷却至室温,定量转移至50mL容量瓶中。
加入2.0mL钼酸铵溶液(见正磷酸盐测定之2.4),3.0mL抗坏血酸溶液(见正磷酸盐测定之2.3),用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10分钟。
在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以不加试验溶液的空白调零测吸光度。
以mg/L表示的试样中总磷(以PO43-计)含量(X5),按
(1)式计算:
X5=
M3
(1)
V3
M3—从工作曲线上查得的以μg表示的PO43-量;
V3—移取试验溶液的体积,mL。
5.1以mg/L表示的羟基乙叉二膦酸(HEDP)含量(X6),按式
(2)计算:
X6=1.085×
(
m3
-
m2
)
(2)
V2
1.085—系PO43-换算为羟基乙叉二膦酸的系数。
5.2以mg/L表示的羟基乙叉二膦酸(HEDPS)含量(X7),按式(3)计算:
X7=1.548×
)(3)
1.548—系PO43-换算为羟基乙叉二膦酸的系数。
5.3以mg/L表示的氨基三甲叉膦酸(ATMP)含量(X8),按式(4)计算:
X8=1.050×
)(4)
1.050—系PO43-换算为氨基三甲叉膦酸的系数。
5.4以mg/L表示的乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)含量(X9),按式(5)计算:
X9=1.148×
)(5)
1.148—系PO43-换算为乙二胺四甲叉膦酸的系数。
5.5以mg/L表示的乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)含量(X10),按式(6)计算:
X10=1.611×
)(6)
1.611—系PO43-换算为乙二胺四甲叉膦酸钠的系数。
两次平行测定结果之差应符合表2的规定。
表2
总无机磷酸盐含量(mg/L)
允许差(mg/L)
<10.00
<0.50