碱度的测定全套步骤.docx
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碱度的测定全套步骤
碱度的测定（全套步骤）
1．天平的使用
实验室电子天平：
梅特勒-托利多AL204/01
1.工作原理
电磁力平衡的原理
2.基本操作
使用环境：
首先，放置天平的工作台应稳定牢固，远离震动源；周围没有高强电磁场；没有排放有毒有腐蚀性气体的污染源；尽可能远离门、窗、散热器以及空调装置的出风口。
其次，天平室温度和湿度应保持恒定，温度控制在20℃～28℃、湿度在40%RH-70%RH之间。
调整：
开机前，首先检查天平是否处于水平状态，即天平水平仪中水平泡是否处于中心位置，如果天平未处于水平，则调节天平底脚两个水平旋钮加以校正。
如果在称重过程中不可避免的要移动天平，则每次移动后，都要重新调整水平。
开机预热：
连接电源，让秤盘空载，按“On/Off”按钮。
天平开启并进行自检，自检通过显示0.0000g，进入预热。
为保证获得精确的称量结果，必须至少在校准前60分钟开机，以达到工作温度。
但在一般情况下，天平开机后，让其保持在待机状态下，预热20分钟，即可称量。
校准：
在开机状态下，将天平称盘上的被称量物清除，按“->0/T<-”（清零/去皮）键，待显示器稳定显示。
接着按住“Cal”键不放，直到显示“Cal200.0000g”字样，放入标值200g的校准砝码在秤盘中心位置，天平自动进行校准，当“Cal0.0000g”闪烁时，移去砝码，随后显示屏上短时间出现“CALdonE”信息，紧接着又出现“0.0000g”时，天平校准结束。
天平进入称量工作状态，等待称量。
称量：
打开玻璃防风罩密封门，将待测物轻轻放在秤盘中心，关上密封门，待示值稳定后，记录下待测物的质量，再将被测物轻轻取出，关紧密封门；当称量过程中需要去皮，按去皮按钮（O/T），此时示值为“0.0000g”。
关机：
称量完毕，确定天平秤盘上清洁无物后，按住“On/Off”按钮直至关机（屏幕上无显示）。
如还需要继续使用，可以不关闭天平。
3.注意事项
应使用自带的电源适配器，并按说明书选择适当的电压（～220V或110V）。
当称量易挥发和具有腐蚀性的物品时，要将物品盛放在密闭的容器内，以免称量不准和腐蚀天平。
在称重过程，一定要避免用尖锐的物品接触天平的操作键盘。
尽量避免裸指直接接触按键，否则日久天长，手指上的汗渍会侵蚀坏按键保护层。
4.维护和保养方法
经常对电子天平进行自校或定期外校，使其处于最佳工作状态。
当称量易挥发和具有腐蚀性的物品时，要将物品盛放在密闭的容器内，以免腐蚀和损坏电子天平。
一般情况下，不要将过热或过冷的物体放在天平内称量，宜当物体的温度与天平室的温度达到一致后，方可进行称量。
在称重时，电子天平严禁超载，称量较重物品时，称量时间应尽可能短。
在对秤盘和外壳擦拭时，可以用一块柔软、没有绒毛的织物来轻轻擦拭，严禁使用具有强溶性的清洁剂清洗。
对称量时撒落在称量室的物品要及时清理干净。
如果电子分析天平长时间搁置不用，应定期对其进行通电检查，确保电子元器件的干燥。
2．定量配制溶液的方法
标准溶液：
是指已知准确浓度的溶液
配制标准溶液的方法一般有以下两种：
直接法和间接法（标定法）
环境化学常用溶液配置方法参考文献：
国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].（第四版）.北京：
中国环境科学出版社,2002.
国标GB/T601-2002化学试剂标准滴定溶液的配制
国标GB/T603-2002化学试剂实验方法中所用制剂及制品的制备
配制溶液注意事项：
1.分析实验所用的溶液应用纯水配制,容器应用纯水洗3次以上。
特殊要求的溶液应事先作纯水的空白值检验。
2.溶液要用带塞的试剂瓶盛装。
见光易分解的溶液要装于棕色瓶中。
挥发性试剂、见空气易变质及放出腐蚀性气体的溶液,瓶塞要严密。
浓碱液应用塑料瓶装,如装在玻璃瓶中,要用橡皮塞塞紧,不能用玻璃磨口塞。
3.每瓶试剂溶液必须有标明名称、浓度和配制日期的标签,标准溶液的标签还应标明标定日期、标定者。
4.配制硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等溶液时,都应把酸倒入水中。
对于溶解时放热较多的试剂,不可在试剂瓶中配制,以免炸裂。
5.用有机溶剂配制溶液时（如配制指示剂溶液）,有时有机物溶解较慢,应不时搅拌,可以在热水浴中温热溶液,不可直接加热。
易燃溶剂要远离明火使用,有毒有机溶剂应在通风柜内操作,配制溶液的烧杯应加盖,以防有机溶剂的蒸发。
6.要熟悉一些常用溶液的配制方法。
7.不能用手接触腐蚀性及有剧毒的溶液。
剧毒溶液应作解毒处理,不可直接倒入下水道。
3．碱度的测定方法（电位滴定）
1.实验原理
测定水样的碱度，用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，用酸标准溶液滴定，其终点通过pH计或电位滴定仪指示。
以pH=8.3表示水样中氢氧化物被中和及碳酸盐转为重碳酸盐时的终点，与酚酞指示剂刚刚褪色时的pH值相当。
以pH=4.4~4.5表示水中重碳酸盐（包括原有重碳酸盐和由碳酸盐转成的重碳酸盐）被中和的终点，与甲基橙刚刚变为桔红色的pH值相当。
对于工业废水或含复杂组分的水，可以pH=3.7指示总碱度的滴定终点。
2.基本方法
电位滴定可以绘制成滴定时PH值对酸标准滴定液用量的滴定曲线，然后计算出相应组分的含量或直接滴定到指定的终点。
3.药剂
无二氧化碳水
碳酸钠标准溶液（1/2Na2CO3）浓度：
0.0250mol/L
盐酸标准溶液（HCL）浓度：
0.0250mol/L
4.仪器设备与玻璃器皿
PH计
电位滴定仪
玻璃电极、甘汞电极
磁力搅拌器
滴定管（50、25、10ml）
高型烧杯（100、200、250ml）
5.药剂配制操作步骤
（1）无二氧化碳水：
将蒸馏水或去离子水临用前煮沸15min，冷却至室温。
（2）碳酸钠标准溶液（1/2Na2CO3=0.0250mol/L）：
称取1.3249g（于250℃烘干4h）的无水碳酸钠（Na2CO3），溶于少量无二氧化碳水中，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
贮于聚乙烯瓶中，保存时间不要超过一周。
（3）盐酸标准溶液（HCl=0.0250mol/L）：
吸取2.1ml浓盐酸用蒸馏水稀释至1000ml。
此溶液浓度为0.0250mol/L，按下法标定其准确浓度。
吸取25ml碳酸钠标液置于200ml烧杯内，加入75ml无二氧化碳水，将烧杯放在电磁搅拌器上，插入pH计探头，烧杯里放入转子连续搅拌（注意不要让转子和pH计探头及烧杯壁碰触），用盐酸标准溶液滴定。
当滴定至pH值为4.4~4.5时，记录所耗盐酸标液的用量，并按下式计算浓度：
式中：
C——盐酸标液浓度（mol/L）；
V—盐酸标液用量（ml）。
6.分析测试步骤
分取100ml水样置于200ml高型烧杯中，用盐酸标准溶液标定，滴定方法同盐酸标准溶液的标定。
当滴定到pH=8.3时，到达第一个终点，即酚酞指示的终点，记录盐酸标液使用量。
继续用盐酸标液滴定至pH=4.4~4.5时，到达第二个终点，即甲基橙指示的终点，记录盐酸标液用量。
7.计算
对于多数天然水样碱性化合物在水中所产生的碱度有五种情形为说明方便令以酚酞作指示剂时滴定至颜色变化所消耗盐酸标准溶液的量为PmL以甲基橙作指示剂时盐酸标准溶液用量为MmL则盐酸标准溶液总消耗量为TMP
1）第一种情形，P=T或M=0时：
P代表全部氢氧化物及碳酸盐的一半，由于M=0表示不含有碳酸盐，亦不含重碳酸盐。
因此，P=T=氢氧化物。
2）第二种情形，P>（1/2）T时:
说明MO有碳酸盐存在且碳酸盐2M2（T-P）而且由于PM说明尚有氢氧化物存在氢氧化物T-2（T-P）2P-T
3）第三种情形，P=（1/2）T，即P=M时；
M代表碳酸盐的一半，说明水中仅有碳酸盐。
碳酸盐=2P=2M=T。
4）第四种情形，P<（1/2）T时：
此时，M>P因此M除代表由碳酸盐生成的重碳酸盐外尚有水中原有的重碳酸盐碳酸盐=2P,重碳酸盐=T-2P.
5）第五种情形,P=0时:
此时,水中只有重碳酸盐存在。
重碳酸盐=T=M。
以上五种情形的碱度，示于表6-1中。
碱度的组成表：
滴定的结果
氢氧化物OH-
碳酸盐CO32-
重碳酸盐HCO3-
P=T
P
0
0
P>（1/2）T
2P-T
2P-T
0
P=（1/2）T
0
2P
0
P<（1/2）T
0
2P
T-2P
P=0
0
0
T
按下述公式计算各种情况下总碱度、碳酸盐、重碳酸盐的含量。
1）总碱度（以CaO计，mg/L）=c（P+M）×28.04×1000/V
总碱度（以CaCO3计，mg/L）=c（P+M）×50.05×1000/V
式中，c––––盐酸标准溶液浓度（mol/L）
28.04––––氧化钙（1/2CaO）摩尔质量（g/mol）；
50.05––––碳酸钙（1/2CaCO3）摩尔质量（g/mol）。
2）当P=T时，M=0
碳酸盐（CO32-）=0
重碳酸盐（HCO3-）=0
3）当P>（1/2）T时
碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c（T–P）×28.04×1000/V
碳酸盐碱度（以CaCO3计,mg/L）=c（T–P）×50.05×1000/V
碳酸盐碱度（1/2CO32-,mol/L）=c（T–P）×1000/V
重碳酸盐碱度（HCO3-）=0
4）当P=（1/2）T时,P=M
碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c·P×28.04×1000/V
碳酸盐碱度（以CaCO3计,mg/L）=c·P×50.05×1000/V
碳酸盐碱度（1/2CO32-,mol/L）=c·P×1000/V
重碳酸盐碱度（HCO3-）=0
5）当P<（1/2）T时：
碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c·P×28.04×1000/V
碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c·P×28.04×1000/V
碳酸盐碱度（以CaCO3计,mg/L）=c·P×50.05×1000/V
碳酸盐碱度（1/2CO32-,mol/L）=c·P×1000/V
重碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c（T-2P）×28.04×1000/V
重碳酸盐碱度（以CaCO3计,mg/L）=c（T–2）×50.05×1000/V
重碳酸盐碱度（HCO3-,mol/L）=c（T-2P）×1000/V
6）当P=0时
碳酸盐（CO32-）=0
重碳酸盐碱度（以CaO计,mg/L）=c·M×28.04×1000/V
重碳酸盐碱度（以CaCO3计,mg/L）=c·M×50.05×1000/V
重碳酸盐碱度（HCO3-,mol/L）=c·M×1000/V
8.安全注意事项
1）若水样中含有游离二氧化碳，则不存在碳酸盐，可直接以甲基橙作指示剂进行滴定。
2）当水样中总碱度小于20mg/L时，可改用0.01mol/L盐酸标准溶液滴定，或改用10mL容量的微量滴定管以提高测定精度。
4．pH计的校正和使用方法
实验室台式PH计：
上海雷磁PHS-25
校正和使用需详见原版说明书
连接PLC的P530型pH仪
校正和使用需详见原版说明书
实验室PH计WTW型号：
校正和使用需详见原版说明书
5．磁力搅拌器的使用方法
连接PLC的IKA-C-MAGMS7磁力搅拌器：
国产HO3-B磁力搅拌器：
详情参见原版说明书
6．配制盐酸的注意事项
1.危险性
接触盐酸蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血，气管炎等。
盐酸不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。
2.注意事项
通风橱进行操作。
操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。
远离易燃、可燃物。
防止蒸气泄漏到工作场所空气中。
避免与碱类、胺类、碱金属接触。
搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。
配备泄漏应急处理设备。
倒空的容器可能残留有害物。
为避免酸雾逸出，应先在试剂瓶中加入纯水，再加浓盐酸。
在盐酸使用过程中，有大量氯化氢气体产生，可将吸风装置安装在容器边，再配合风机、酸雾净化器、风道等设备设施，将盐酸雾排出室外处理。
也可在盐酸中加入酸雾抑制剂，以抑制盐酸酸雾的挥发产生。
7．烘箱的使用方法
使用方法
1.运用前必需留意所用电源电压能否符合。
运用时，必需将电源插座接地线按规则停止接地。
2.在通电运用时，切忌用手触及箱左侧空间的电器局部或用湿布揩抹及用水冲洗，检验时应将电源切断。
3.电源线不可缠绕在金属物上，不可设置在低温或湿润的中央，避免橡胶老化致使漏电。
4.放置箱内物品切勿过挤，必需留出气氛天然对流的空间，使湿润气氛能在风顶上减速逸出。
5.应活期反省温度调理器之银触点能否发毛或不平，如有，可用细纱布将触头砂平后，再运用，并应常常用干净布擦净，使之接触优良（留意必需切断电源）。
室内温度调理器之金属管道切勿撞击免得影响灵活度。
6.在无防爆安装的枯燥箱内，请勿放入易燃物品。
7.每次用完后，须将电源局部切断，常常坚持箱内外干净。
注意事项
1.烘箱应安放在室内干燥和水平处，防止振动和腐蚀。
2.要注意安全用电，根据烘箱耗电功率安装足够容量的电源闸刀。
选用足够的电源导线，并应有良好的接地线。
3.带有电接点水银温度计式温控器的烘箱应将电接点温度计的两根导线分别接至箱顶的两个接线柱上。
另将一支普通水银温度计插入排气阀中，（排气阀中的温度计是用来校对电接点水银温度计和观察箱内实际温度用的）打开排气阀的孔。
调节电接点水银温度计至所需温度后紧固钢帽上的螺丝，以达到恒温的目的。
但必须注意调节时切勿将指示铁旋至刻度尺外。
4.当一切准备工作就绪后方可将试品放入烘箱内，然后连接并开启电源，红色指示灯亮表示箱内已加热。
当温度达到所控温度时，红灯熄灭绿灯亮，开始恒温。
为了防止温控失灵，还必须照看。
5.放入试品时应注意排列不能太密。
散热板上不应放试品，以免影响热气流向上流动。
禁止烘焙易燃、易爆、易挥发及有腐蚀性的物品。
6.当需要观察工作室内样品情况时，可开启外道箱门，透过玻璃门观察。
但箱门以尽量少开为好，以免影响恒温。
特别是当工作在200℃以上时，开启箱门有可能使玻璃门骤冷而破裂。
7.有鼓风的烘箱，在加热和恒温的过程中必须将鼓风机开启，否则影响工作室温度的均匀性和损坏加热元件。
8.工作完毕后应及时切断电源，确保安全。
9.烘箱内外要保持干净。
10.使用时，温度不要超过烘箱的最高使用温度。
11.为防止烫伤，取放试品时要用专门工具。
8．数据的处理和分析结果的表示
数据记录的规范化、表格化
数据输入的规范化；如必须标注清楚实验背景资料，题目、处理代号、测定项目；必须标注清楚各个测定项目单位；原始数据和计算数据分置于不同文件或者页面。
误差分析
数据分析与图表制作软件
9．容量瓶定量配制溶液
全过程有计算，称量，溶解，冷却，转移，洗涤，定容，摇匀/装瓶八个步骤
以0.1mol/LNaCO3溶液500ml为例说明溶液的配制过程
1. 计算：
NaCO3物质的量＝0.1mol/L×0.5L＝0.05mol，由NaCO3摩尔质量106g/mol, 则NaCO3质量＝0.05mol×106g/mol=5.3g
2. 称量：
用分析天平称量5.300g，注意分析天平的使用。
3. 溶解：
在烧杯中用100ml蒸馏水使之完全溶解，并用玻璃棒搅拌（注意：
应冷却，不可在容量瓶中溶解）
4. 转移，洗涤：
把溶解好的溶液移入500ml容量瓶，，用于容量瓶瓶口较细，为避免溶液洒出，同时不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下，用玻璃棒引流。
为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，应该用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒二、三次，并将每次洗涤后的溶液都注入到容量瓶中。
轻轻振荡容量瓶，使溶液充分混合。
（用玻璃棒引流）
5. 定容：
加水到接近刻度2-3厘米时，改用胶头滴管加蒸馏水到刻度，这个操作叫定容。
定容时要注意溶液凹液面的最低处和刻度线相切，眼睛视线与刻度线呈水平，不能俯视或仰视，否则都会造成误差。
6. 摇匀：
定容后的溶液浓度不均匀，要把容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次，使溶液混合均匀。
这个操作叫做摇匀。
7. 把定容后的Na2CO3溶液摇匀。
把配制好的溶液倒入试剂瓶中，盖上瓶塞，贴上标签。
注意事项
摇匀后，发现液面低于刻线，不能再补加再补加蒸馏水，因为用胶头滴管加入蒸馏水定
容到液面正好与刻线相切时，溶液体积恰好为容量瓶的标定容量。
摇匀后，竖直容量瓶时会出现液面低于刻线，这是因为有极少量的液体沾在瓶塞或磨口处。
所以摇匀以后不需要再补加蒸馏水，否则所配溶液浓度偏低。
溶解用烧杯和搅拌引流用玻璃棒都需要在转移后洗涤两三次 。
溶解完溶质后溶液要放置冷却到常温再转移。
容量瓶是刻度精密的玻璃仪器，不能用来溶解 。
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