1D5193水中钙镁离子的测试方法讲解

标准号标准号D511-93D511-93（（19981998 重新批准）重新批准） 水中钙镁离子的测定方法水中钙镁离子的测定方法 1 1. 1.适用范围适用范围 1.1 本方法包括了络合滴定法和原子吸光光度法测定水中钙镁离子含量。 两种测定方法章节 分布如下 章节 测定方法 A－络合滴定法7－14 测定方法 B－原子吸收分光光度法15－23 1.2 本标准并不为了介绍所有的安全事项， 如果本标准中存在一些， 那是与应用过程相关的 安全注意事项。标准的使用人在使用前应建立合适的健康安全规程和常规适用范围。 专 门的危害性描述请见注 2 和注 7。 2 2．参考文献．参考文献 2.1 ASTM标准 D1129 关于水的专业术语 2； D1193 试剂水的规范 2； D2777 D-19 会议确定的关于水分析的精密度和偏差确定的操作方法2； D3370 密闭管中取水样操作规程2； D4691 火焰原子吸收分光光度法测水中元素2； D4841 水样中有机和无机质含量组成稳定的保存时间的估计方法2。 3 3．专业术语．专业术语 3.1 定义－本方法中采用的术语的定义，参见术语D1129。 4 4．重要性和用途．重要性和用途 4.1 钙镁离子是水的硬度的主要组成部分，也是油管和集输管道结垢的主要原因。 5 5．试剂纯度．试剂纯度 5.1 所有的实验都应用试剂纯级的化学药剂。除非特别说明，否则所有的试剂都必须符合美 国化学协会分析试剂委员会3的要求。倘若预先确认试剂纯度足够高，应用的试剂不会降低 测定的精度的条件下，可以使用其它纯度的试剂。 5.2 水的纯度－除非特别说明，水的参考物应理解为单纯试剂水，符合D1193 规范的Ⅰ型、 Ⅱ型和Ⅲ型水。Ⅰ型水较常用，推荐使用Ⅰ型水。Ⅱ型水为作round-robin 测定时指定用水。 注 1－使用者必须确认这种试剂水是不含任何干扰物质的。试剂水应经本方法分析过。 6 6．取样．取样 1 6.1 按照 D3370 规程收集样品。 6.2 如果测定总的钙镁浓度，收样时立即用HNO3（sp gr 1.42）调节 pH 值到 2 或更低。一 般浓度要求为大约 2mL/L。样品保存时间按照 D4841 规范执行。 6.3 如果测定溶解钙镁浓度， 用 0.45μm 的微孔滤膜过滤水样， 并立即用 HNO3（sp gr 1.42） 调节水溶液 pH 值到 2 或更低。一般浓度要求为大约2mL/L。 6.4 实验室中会遇到很多钙污染源。最常见的有塑料器皿、纸巾以及灰尘。使用前用试样润 洗塑料器皿， 避免实验仪器与纸巾接触， 将样保存在暴露尽可能小的空间以尽量减降低污染 的可能性。 测定方法 A－络合滴定法 7 7．适用范围．适用范围 7.1 本方法适用于钙加镁折合为钙的含量在1～1000mg/l 范围内的大部分水，但不适于颜色 较深的水、 盐水或金属含量过高的水的测定。 测定范围的上下限可通过稀释或微量仪器来扩 展。 7.2 用来测定精度和偏差的算法的数据是没有的， 这就要求分析人确定这种分析方法在采用 这种算法时的可接受范围。 8 8．实验方法概要．实验方法概要 8.1 为了确定钙镁含量，调节溶液pH 值到 10（如果只测钙离子就从 12 调至 13）后，加入 EDTA（乙二胺四乙酸或其盐）到含钙镁离子的样品中。EDTA 先络合钙再络合镁。滴定终 点通过合适的指示剂来观察。pH 值 12 到 13 时，镁沉淀。镁含量是通过区别pH 值在 10 时 的滴定用量和 pH 值在 12 到 13 时的滴定用量的差值来区分的。 9 9．干扰的处理．干扰的处理 9.1 EDTA可与铁、镁、桐、锌、铅、钴、镍、钡、缌、锰以及其它一些金属反应。重金属 的干扰是通过加入羟胺、氰化物，他们能降低或/和络合那些金属。加入羟胺、氰化物后可 以处理金属浓度为 5mg/L 的铁、10mg/L 锰、10mg/L 铜、10mg/L 锌和 10mg/L 铅。 9.2 滴定钙镁总量时，锰的高于 Mn2高氧化状态可与指示剂迅速反应形成无色氧化物。盐 酸胲试剂用于转化锰成二价状态，二价锰的干扰可通过加入氰亚铁酸钾晶粒来消除。 9.2.1 正磷酸盐和硫酸盐在分别在浓度过高至500 和 10000mg/l 时产生干扰。 9.2.2 铝浓度高于 10mg/l 时，达到滴定终点时会出现蓝色，短时间后变为红色。这种变色不 能与常规滴定样品时滴定完成后几分钟的颜色渐变混淆。 9.3 滴定钙时，紫酸氨与缌反应，但不与镁和钡反应。但是，缌的滴定终点出现较慢，该滴 定不是严格化学计量的。 钡的滴定与钙不一样，但以某种未知方式影响指示剂显色， 导致出 现滴定无终点，或至多很不明显的终点。 除钡可以通过先加入硫酸盐沉淀实现， 但必须注意 不让钙沉淀。磷酸盐可以在实验pH 值下沉淀钙。 9.4 应该考虑水处理过程中常用的多磷酸盐、有机磷酸盐和 EDTA/NTA 化合物可能造成的 干扰。 1010．仪器设备．仪器设备 10.1 滴定装置－有些分析人喜欢用传统照明和手动搅拌装置，一些报导显示用可视滴定装 置较好，该装置由马达驱动搅拌器，25mL 滴定管，白瓷滴定管支架台和带罩白炽灯。装样 烧杯放在旁边的瓷台上， 在白色的衬底下，穿过样杯斜下方可观察反应。 照明从样杯后面打 过来。滴定管的容量、照明的类型、背景颜色可根据平常测定的离子浓度及使用的指示剂类 2 型来选择。 1111．试剂．试剂 11.1 缓冲溶液－氨水氯化铵溶液－称取67.6gNH4Cl 溶与 200mL 水中，加入570mL NH4OH （sp gr 0.900） 浓溶液。 加入 5.0gEDTA镁盐溶至 1000mL。 用塑料瓶密闭储存， 防止氨挥发。 当向中性样中滴入 1mL 缓冲溶液，在滴定终点时 pH 值不为 10.00.1，废弃该溶液。为了 达到最高精度，通过适当加入少量EDTA磷酸氢二钠或硫酸镁来调节镁浓度至精确平衡。 11.2 钙试剂溶液 11.2.1 紫酸铵－取 1.0g 紫酸铵与 200g 蔗糖混合。置于带有0.2g 容量的药匙的瓶中。 11.3 钙溶液，标准（1.0mL＝0.400mg 钙）－取1.000g 经 180℃下烘 1 小时碳酸钙，溶于大 约 600mL 水中，小心的用尽量少的稀盐酸溶解。在有刻度的烧杯中稀释至1000mL。 11.4 铬黑 T 溶液（4.0g/L）－溶解 4g 铬黑 T 于 100mL 水中。该溶液有一周的保存期限。此 外， 0.5g 染料和 100gNaCl 干粉混合物可能会用到。 将此剂存于深色带 0.2g 容量药匙的瓶中。 保存期至少 1 年。 11.5 EDTA溶液，标准（0.01M，1mL＝0.401mg 钙或 0.243mg 镁）－取 3.72g 在干燥器中 经硫酸干燥一宿的 EDTA钠盐二水合物，溶解于水中并稀释至1000mL，盛在带刻度的烧瓶 中。试剂可稳定存放数周。通过滴定 25.00mL 的程序中样品分析的碳酸钙标准溶液来核对 试剂的滴定浓度。 11.6 盐酸胲溶液（30g/L）－溶解 30g 盐酸胲于水中并稀释至 1000 mL。 11.7 氰亚铁酸钾－K4FeCN6 3H2O。 11.8