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T/QAS 056-2021 鹵水 鈣和鎂的測定 電位滴定法
范圍
本文件規定了鹵水中鈣、鎂的測定方法。
本文件適用于鹵水中鈣、鎂的測定;本法鈣的檢測量為0.153mg,測定范圍3.06mg/L ~200000mg/L;本法鎂的檢測量為0.112mg,測定范圍:2.24mg/L ~200000mg/L。
術(shù)語(yǔ)和定義
本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。
原理
電位滴定法是根據滴定過(guò)程中電池電動(dòng)勢的變化來(lái)確定滴定終點(diǎn)的滴定方法。因為鈣、鎂離子的活度與電極電位之間的關(guān)系遵守能斯特方程,當水樣中同時(shí)放入參比電極和指示電極時(shí)即形成一個(gè)原電池。在pH≥12的強堿性溶液中,鈣離子與Na2EDTA形成絡(luò )合物,隨著(zhù)Na2EDTA標準溶液的不斷加入,被測溶液的鈣離子濃度也不斷變化,指示電極的電位也發(fā)生相應變化,在化學(xué)計量點(diǎn)附近發(fā)生突變,由此確定滴定終點(diǎn),計算鈣離子含量。鎂離子在pH≥12的強堿性溶液中,生成氫氧化鎂沉淀而不參與反應。在pH=10的溶液中,鈣離子、鎂離子均能與Na2EDTA形成絡(luò )合物,隨著(zhù)Na2EDTA標準溶液的不斷加入,鈣離子、鎂離子濃度逐漸降低,指示電極的電位也發(fā)生相應變化,在化學(xué)計量點(diǎn)附近發(fā)生突變,由此確定滴定終點(diǎn)。用差減法減去鈣量,即得鎂的含量。
干擾及消除
含鎂高的樣品在滴定鈣時(shí),由于形成氫氧化鎂沉淀,吸附鈣離子,導致結果偏低??杉尤牒柚钩恋砩?,以消除干擾。
當樣品中碳酸根、碳酸氫根含量高時(shí),加入堿后將會(huì )產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,應先加稀酸酸化,煮沸除去二氧化碳后再滴定。
鍶在pH≥12和pH=10的條件下,均能與Na2EDTA定量絡(luò )合,在計算鈣含量時(shí)需扣去實(shí)測的鍶含量。鋇在pH≥12時(shí)不能與Na2EDTA定量絡(luò )合,若含量達到干擾測定時(shí)可采取加入定量SO42-使其沉淀(但保留鍶與溶液中)的方法,以消除干擾。
鐵、鋁、銅、錳等元素對測定有影響。當試樣中它們的含量達到干擾測定時(shí),可在試樣未加氨緩沖溶液前,先加入三乙醇胺溶液(1+1)3mL使鐵鋁等離子被絡(luò )合掩蔽。
試劑和材料
除非另有說(shuō)明,在分析中均使用優(yōu)級純試劑和符合 GB/T 6682 規定的二級水。
Na2EDTA標準溶液(0.025mol/L):稱(chēng)取乙二胺四乙酸二鈉(Na2C10H14N2O8·2H2O)9.3060g溶解于1000mL水中,按"Na2EDTA 溶液的標定"標定其準確濃度。
鎂標準溶液(0.025mol/L):稱(chēng)取經(jīng)800°C灼燒的高純氧化鎂 (MgO)1.0076g于250mL燒杯中,加水約25mL,加20mL(1+1)HCl,攪拌溶解,冷卻至室溫,移入1000mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
氫氧化銨—氯化銨緩沖溶液(pH=10):稱(chēng)取67.5克NH4Cl溶于200mL水中,加入570mL NH4OH,用水稀釋至1000mL。
氫氧化鈉溶液(10g/L)。
糊精溶液(100g/L):稱(chēng)取10.0g糊精于燒杯中,加入100mL水,邊攪拌邊加熱,煮至溶液清亮即可,冷卻后使用。
儀器設備
自動(dòng)電位滴定儀;復合鈣離子選擇電極;
加液?jiǎn)卧?個(gè)(20mL或50mL)。
試樣
試樣保存在蠟封的聚四氟乙烯瓶中。
分析步驟
Na2EDTA溶液的標定
移取10mL的鎂標準溶液四份于150mL的燒杯中,加水至90mL。加入氫氧化銨—氯化銨緩沖溶液10mL,用Na2EDTA標準溶液進(jìn)行電位滴定至終點(diǎn)。同時(shí)做空白實(shí)驗,所用試劑須取自同一試劑瓶。
按公式(1)計算Na2EDTA標準溶液的濃度:
式中:
C(Na2EDTA)—Na2EDTA標準溶液的濃度,單位為摩爾每升(mol /L);
C(Mg)—鎂標準溶液的濃度,單位為摩爾每升(mol/L);
V—所取鎂標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V1—滴定鎂標準溶液時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V0—滴定空白溶液時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
結果數值修約按照 GB/T 8170《數值修約規則與極限數值的表示和判定》進(jìn)行。
樣品的測定
鈣的測定
取經(jīng)過(guò)適當稀釋后的鹵水樣品10mL至150mL的燒杯中,加水至80mL,加入10mL糊精溶液,放入樣品盤(pán)中,加入10mL氫氧化鈉溶液,用Na2EDTA標準溶液進(jìn)行電位滴定至終點(diǎn),同時(shí)做空白實(shí)驗。
鎂的測定
取經(jīng)過(guò)適當稀釋后的鹵水樣品10mL至150mL的燒杯中,加水至80mL,放入樣品盤(pán)中,加入氫氧化銨—氯化銨緩沖溶液10mL,用Na2EDTA 標準溶液進(jìn)行電位滴定至終點(diǎn),同時(shí)做空白實(shí)驗。
數據處理
根據樣品滴定體積,按公式(2)、公式(3)計算樣品中鈣、鎂的濃度:
式中:
ρ(Ca)—樣品中鈣的濃度,單位為克每升(g/L);
C—Na2EDTA標準溶液的濃度,單位為摩爾每升(mol/L);
V1—滴定鈣時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V0—滴定空白時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V—所取樣品體積,單位為毫升(mL);
40.08—鈣離子的摩爾質(zhì)量,單位為克每摩爾(g/mol);
N—稀釋倍數。
式中:
ρ(Mg)—樣品中鈣的濃度,單位為克每升(g/L);
C—Na2EDTA標準溶液的濃度,單位為摩爾每升(mol/L);
V1—滴定鈣鎂合量時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V0—滴定空白時(shí)消耗Na2EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V—所取樣品體積,單位為毫升(mL);
24.305—鎂離子的摩爾質(zhì)量,單位為克每摩爾(g/mol);
N—稀釋倍數。
ρ(Ca)—樣品中鈣的濃度,單位為克每升(g/L);
0.6064—鈣換算為鎂的換算因數。
結果數值修約按照 GB/T 8170《數值修約規則與極限數值的表示和判定》進(jìn)行。
京都電子KEM 自動(dòng)電位滴定儀 AT-710S