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【行业知识】水中的钙、镁总量的测定-EDTA滴定法

2013/1/11 14:50:59

GB 7477-87 本方法等效采用ISO 6059-1984 《水质钙与镁总量的测定EDTA滴定法》。
      本方法等效采用ISO 6059-1984 《水质钙与镁总量的测定EDTA滴定法》。

l、  范围

    本方法规定用 EDTA 滴定法测定地下水和地面水中钙和镁的总量。本方法不适用于含盐量高的水，诸如海水。本方法测定的最低浓度为0.05mmol/L。

2、  原理

    在 pHl0的条件下，用 EDTA 溶液络合滴定钙和镁离子，铬黑 T 作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与 EDTA 反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。

3、  试剂

    分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。

3.1  缓冲溶液(pH=10)。

3.1.l  称取1.25g EDTA 二钠镁和16.9g氯化铵溶于143mL 浓的氨水中，用水稀释至250ml。因各地试剂质量有出入，配好的溶液应按

3.1.2 方法进行检查和调整

   如无 EDTA 二钠镁，可先将 l6.9g 氯化铵溶于 143mL 氨水。另取 0.78g 硫酸镁和1.179gEDTA 二钠二水合物溶于50mL水，加入2mL配好的氯化铵、氨水溶液和0.2g左右铬黑 T指示剂干粉(3.4)。此时溶液应显紫红色，如出现天蓝色，应再加入极少量硫酸镁使变为紫红色，逐滴加入 EDTA 二钠溶液(3.2)直至溶液由紫红转变为天蓝色为止将两溶液合并，加蒸馏水定容至 250mL。如果合并后，溶液又转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。

3.2  EDTA 二钠标准溶液：≈10mmol/L。

3.2.1  制备

    将一份 EDTA 二钠二水合物在 80℃干燥2h，放人干燥器中冷至室温，称取 3.725g溶于水，在容量瓶中定容至1000mL，盛放在聚乙烯瓶中，定期校对其浓度。

3.2.2  标定

    按第6章的操作方法，用钙标准溶液(3.3)标定EDTA二钠溶液(3.2.1)。取20.0mL钙标准溶液(3.3)稀释至50mL。

3.2.3  浓度计算

    EDTA二钠溶液的浓度c1 (mmol/L)用式(1)计算：
c1 ＝c2V2/V1.......... .......... （1）
式中：c2―― 钙标准溶液(3.3)的浓度，mmol/L；
      V2―― 钙标准溶液的体积，mL；
      V1――标定中消耗的EDTA二钠溶液体积，mL。

3.3  钙标准溶液：10mmol/L。

    将一份碳酸钙在150℃干燥2h，取出放在干燥器中冷至室温，称取1.001g于50mL锥形瓶中，用水润湿。逐滴加入4mol/L盐酸至碳酸钙全部溶解，避免滴入过量酸。加200mL水，煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷至室温，加入数滴甲基红指示剂溶液(0.1g 溶于 100mL60%乙醇)，逐滴加入3mol/L氨水至变为橙色，在容量瓶中定容至1000mL。此溶液1.00mL 含0.4008mg(0.01mmol)钙。

3.4  铬黑T指示剂

    将0.5g铬黑 T[HOC10H16N：N10H4(OH)(NO2)SO3Na，又名媒染黑11 溶于100mL 三乙醇胺
[N(CH2CH2OH)3 ]，可最多用25mL乙醇代替三乙醇胺以减少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。或者，配成铬黑 T指示剂干粉，称取0.5g铬黑 T 与100g氯化钠充分混合，研磨后通过40-50 目，盛放在棕色瓶中，紧塞。

3.5  氢氧化钠：2mol/L溶液。

    将8g氢氧化钠溶于100mL新鲜蒸馏水中。盛放在聚乙烯瓶中，避免空气中二氧化碳的污染。

3.6  氰化钠(NaCN)

     注：氰化钠是剧毒品，取用和处置时必须十分谨慎小心，采取必要的防护。含氰化钠的溶液不可酸化。

3.7  三乙醇胺[N(CH2CH2OH)3 ]

4、  仪器

    常用的实验室仪器：滴定管 50mL，分刻度至0.10mL。

5、  采样和样品保存

    采集水样可用硬质玻璃瓶(或聚乙烯容器)，采样前先将瓶洗净。采样时用水冲洗 3 次，再采集于瓶中。
    采集自来水及有抽水设备的井水时，应先放水数分钟，使积留在水管中的杂质流出，然后将水样收集于瓶中，采集无抽水设备的井水或江、河、湖等地面水时，可将采样设备浸入水中，使采样瓶口位于水面下20-30cm 然后拉开瓶塞使水进入瓶中。
    水样采集后(尽快送往实验室)，应于24h内完成测定。否则，每升水样中应加2mL 浓硝酸作保存剂(使pH降至1.5左右)。

6、  操作步骤

6.1  试样的制备

    一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物，需在采样后尽快用0.45ìm孔径滤器过滤。样品经过滤，可能有少量钙和镁被滤除。
试样中钙和镁总量超出3.6mmol/L时，应稀释至低于此浓度，记录稀释因子F。
    如试样经过酸化保存，可用计算量的氢氧化钠溶液(3.5)中和。计算结果时，应把样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑在内。

6.2  测定

    用移液管吸取50.0mL 试样于250mL 锥形瓶中，加4mL缓冲溶液(3.1)和3滴铬黑 T指示剂溶液或 50-100mg 指示剂干粉(3.4)，此时溶液应呈紫红或紫色，其 pH 值应为 10.0±0.1。为防止产生沉淀，应立即在不断振摇下，自滴定管加入 EDTA 二钠溶液(3.2)。开始滴定时速度宜稍快，接近终点时应稍慢，并充分振摇，最好每滴间隔2-3s，溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转为蓝色，在最后一点紫的色调消失，刚出现天蓝色时即为终点，整个滴定过程应在5min内完成。记录消耗EDTA二钠溶液体积的毫升数。
    如试样含铁离子为 30mg/L 或以下，在临滴定前加入 250mg 氰化钠(3.6)，或数毫升三乙醇胺(3.7)掩蔽。氰化物使锌、铜、钴的干扰减至最小。加氰化物前必须保证溶液呈碱性。
    试样如含正磷酸盐和碳酸盐，在滴定的 pH 条件下，可能使钙生成沉淀，一些有机物可能干扰测定。
    如上述干扰未能消除，或存在铝、钡、铅、锰等离子干扰时，需改用原子吸收法测定。

7、  结果计算

    钙和镁总量c(mmol/L)用式(2)计算：
c1 ＝c1V1/V0.......... .......... （2）
式中：c1――EDTA二钠溶液浓度，mmol/L；
      V1――滴定中消耗EDTA二钠溶液的体积，mL；
      V0――试样体积，mL。
    如试样经过稀释，采用稀释因子F 修正计算。
    关于硬度的计算，见附录A 。1 mmol/L的钙镁总量相当于100.1mg/L以CaCO3 表示的硬度。

8、  精密度

本方法的重复性为±0.04mmol/L，约相当于±2滴EDTA二钠溶液。