水的总含盐量及测定方法.docx

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水的总含盐量及测定方法

水的总含盐量及测定方法

水的总含盐量是指一升水含盐分的总量，可用两种单位〔毫克当量/升和毫克/升〕表示。

它是评价水质的一项重要指标。

如果对水中的主要离子都有作了定量分析〔K+和Na+可不作分析〕，可以用计算法得出总含盐量。

如果未作全面分析，那么可以用离子交换来测定。

甲、计算法

-、HCO3-、CO32-、SO42-的含量全部换算为以毫克当量/升为单位。

换算公式为：

B=A/E〔8-1〕

式中：

A—某离子以毫克/升为单位的含量；

B—该离子以毫克当量/升为单位的含量；

E—该离子的当量，见表8-1。

一升水中全部阴离子的毫克当量数的总和（∑）,再扩大一倍,就是水的总含盐量（S）,单位为“毫克当量/升〞，即：

S=2∑=2〔BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42-〕〔8-2〕

乘2是因为水中阳离子总量同阴离子总量相等〔指毫克当量数相等〕，而总含盐量是以一升水所含阴阳离子总量来表示。

二、以“毫克/升〞为单位

总含盐量还可以用一升水中含阴离子和阳离子的总毫克数来表示，单位为毫克/升，为此需要求出各主要离子的毫克数。

在水质常规分析中一般不作钾、钠定量测定，这时可以用计算法求出钾钠的含量之和，再计算总盐量。

步骤如下：

1.将各主要离子（Cl-、HCO3-、CO32-、SO42-、Ca2+、Mg2+〕的含量均换算为以毫克当量/升作单位，换算公式见式8-1。

2.求（K++Na+）的毫克当量之和

因为∑+=∑-

∑+=BCa2++BMg2++BK++BNa+

∑-=BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42-

所以B（K++Na+）=∑--（BCa2++BMg2+）（8-3）

++Na+的毫克之和

A（K++Na+）=B（K++Na+）×25（8-4）

25是经验系数,是根据多数天然水中K+的量约为Na+的量的四分之一左右确定的。

对多数淡水误差不大，对含盐量较高的水，误差可能很大，因这时K+含量相对地低得多，K++Na+的平均当量更接近于24甚至23。

4.将以毫克/升作单位的所有离子的含量相加,即为水的总含盐量。

例题：

某湖水主要离子分析结果如下：

成分Cl-HCO3-CO32-SO42-Ca2+Mg2+K++Na+

含量〔毫克/升〕118115105852605.7722.5（未测）

试计算该湖水的含盐量

解:

方法一

1.用分工式（8-1）将阴离子的含量换算为以毫克当量/升作单位

:

ACl-=1181毫克/升ECl

所以BCl

用类似的计算可求得:

BHCO3-

BCO32-

BSO42-

2.按公式

（2）求总含盐量

S=2（BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42-）

=2（33.3+24.7+19.5+5.41）

方法二:

1.按公式

（1）将离子的含量换算为以毫克当量/升作单位:

成分Cl-HCO3-CO32-SO42-Ca2+Mg2+

2.按式8-3,式8-4求K+与Na+含量

B（K++Na+）=∑-（BCa2++BMg2+）

=33.3+24.7+19.5+5.41-（0.29+1.85）

A（K++Na+）=80.8×23=1858毫克/升

（因该湖水属半咸水,平均当量以23更适宜些）

3.将主要离子的含量（以毫克/升单位）相加,即得总含盐量S=1181+1510+585+260+5.77+22.5+1858=5422毫克//升。

说明：

按总盐量的概念，应该是将水样中的所有盐分都算在内，即铁、硝酸盐、磷酸盐等都有包括在内，但在一般天然水中这些成分的含量同Cl-等离子比，少得可以忽略不计。

在含盐量特别低的水中，这此离子的含量那么不可忽略。

表8-3离子的当量

阴离子

E

阴离子

E

Ca2+

Mg2+

K+

Na+

Fe2+

Fe3+

20.04

Cl-

SO42-

HCO3-

CO32-

NO3-

SiO32-

35.45

乙、离子交换容量法

一、原理

离子义换树脂是一类具有交换离子本领的高分子化合物。

它们不溶于水，但有可以同溶液中的离子进行交换的离子。

离子交换树脂可分为两大类：

阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

阳离子义换树脂只能同溶液中的阳离子进行交换，它又可分为强酸性树脂和弱酸性树脂两类。

强酸性阳离子交换树脂可根据其中所含的可交换的离子是H+或Na+等，而分为H型等等。

H型强酸性阳离子交换树脂用NaCl溶液浸泡，可以转为Na型，使用前用HCl溶液浸泡，作转型处理。

H型强酸性树脂中含有可以用来交换的H+离子，当水溶液中含有其它阳离子时，〔例如Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、Fe2+等〕，它就用H+同水中上述离子交换，交换反响是按当量数相等的关系进行的是可逆过程：

n[RH]+Men+<===>[R]nMe+nH+

式中[RH]表示H型强酸树脂的一个交换单元，Men+表示溶液中带有n个电荷的金属离子。

交换反响是可逆的，已经结合金属离子的树脂，当溶液中有大量的H+时，上述反响那么逆向进行。

用过的树脂就根据这原理“再生〞。

天然水中的阳闻子经H型强酸性树脂交换后，强酸盐类变成了相应的强酸〔见以下反响1、2〕：

氢氧化物变成了水〔见反响3〕：

碳酸盐类变成二氧化碳和水〔见反响4、5〕：

[RH]+NaCl→[RNa]+HCl〔1〕

2[RH]+Na2SO4→2[RNa]+H2SO4〔2〕

[RH]+NaOH→[RNa]+H2O〔3〕

2[RH]+Na2CO3→2[RNa]+CO2+H2O〔4〕

[RH]+NaHCO3→[RNa]+CO2+H2O〔5〕

〔注：

以上交换反响均以Na为例，其它阳离子的反响与此类似〕

反响1、2所得的强酸的含量可以用标准碱溶液滴定，南昌反响3、4、5所得产物H2O的量无法测定。

CO2虽可测定，但很容易挥发损失。

所以在用树脂交换前应把氢氧化物和碳酸盐类用强酸反响掉，换成相当的强酸盐类，再用树脂交换。

这时测定交换后水样中强酸的量，就可知水样中原先的总含盐量。

二、试剂

2B4O7·1OH2O〔一级或二级试剂〕1。

9069克溶于少量纯水，转入500毫升容量瓶并稀释到刻度。

2.混合指示剂:

50毫升甲基红饱和乙醇溶液,加2毫升1%次甲基兰水溶液混合均匀.

3.强酸性阳离子交换树脂（可用732号树脂或强酸1号树脂）:

取100克树脂（直径0.3—0。

5毫米〕于烧杯中，加温水〔30—40℃〕浸泡一天，使其充分膨胀，倾去溶液，用纯水反复浸泡树脂，直到不含Cl-为止〔用硝酸银溶液检查〕。

将树脂装入瓶中泡上纯水备用。

4.HCl（1:

10）：

50毫升浓盐酸加纯水500毫升。

5.0.02000NNaCl:

精确称取NaCl用纯水配成1升。

三、测定步骤

1.交换柱的安装:

取一支已用纯水洗净的碱式滴定管（或相应规格的玻璃管）,下口用一小块尼龙筛绢包上,套上一段胶管处夹一螺旋止水夹,控制流速。

管上口插一漏斗，如图8-2。

装好后用蒸馏水涮三遍，将螺旋止水夹旋紧，装半管纯水，将树脂连同水一起经漏斗倒入管中，立即翻开止水夹，让水流出，控制流速，使水面始终不低于树脂的交换能力，也给冲洗增加困难。

交换柱的高度应是内径的15—20倍，内装树脂应该达8分满。

柱装好后就可以进行测定。

2.取水样50毫升（含盐量大那么少取水样）加混合指示剂2滴,用标准盐酸滴定到红色.滴定时要剧烈摇动,以驱徐CO2,到终点后加热煮沸,冷却后如溶液不呈红色,应补滴盐酸到暗红色.再将此水样加到准备好的交换柱进行交换,流速控制在2毫升/分左右.在水样将要流完时（以树脂即将露出又尚无未露出液面为准,切不可待到液面低于树脂）,用纯水淋洗交换柱数次,直到流出水对混合指示剂不显酸性为止。

用250毫升锥瓶收集通过交换柱的水样和淋洗水。

再加混合指示剂3滴，用0.02N硼砂滴定到水样呈淡绿色。

记录消耗硼砂溶液的体积V。

四、计算公式

∑-〔毫克当量/升〕=N·V/V样×1000

总含盐量〔毫克当量/升〕=N·V/V样×1000×2

式中：

N—硼砂溶液的当量浓度；

V—滴定消耗硼砂体积，毫升；

V样—测定时所取水样体积，毫升。

五、考前须知

1.一支交换柱只有一定的交换能力,当柱中树脂快要失效时,将会有金属离子“泄漏〞〔即未与树脂中的H交换〕，使测定偏低，为此需要测定交换柱开始泄漏容量同交换柱的规格，柱中所用树脂的品种规格和数量有关，当这些条件都不变时，始漏容量根本不变。

2.始漏容量的测定方法,取一支新装好的交换柱,令0.02NNaCl通过该柱,控制与测水样时相同的流速,每流出30毫升测定一次pH，并滴定其酸度，直到其pH值开始增大为止.将每次滴定所消耗的碱的毫克当量数相加,即为该类型交换柱的始漏容量。

每个柱到只剩始漏容量的20—30%时就应该停止使用。

树脂可留待再生。

3.已使用过的交换柱中的树脂,即使还远远没过到始漏容量，也不可以在倒出后重新装入柱中使用。

因为倒出后将已交换的和未交换的树脂混合起了，再装入柱中，柱下部有已转为Na型、Ca型等的“失效〞树脂，它们在遇到水中H浓度大是云彩将Na+、Ca2+等离子同H+交换。