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 Mn+2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 10.0±0.1，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－K4Fe(CN)6 3H2O。 11.8