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敞口式電位滴定法檢測海水的總堿度

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【概述】

海水中存在著相當數量的碳酸根、碳酸氫根和硼酸根等弱酸陰離子,這些陰離子在海水中同相應的弱酸分子保持一定的電離平衡關系。它們之間的數量大小和比例調節了海水的pH值。海水呈堿性一方面是由于強堿陽離子(如堿金屬和堿土金屬離子)在數量上略為超過強酸陰離子(如Cl -SO42-等),另一方面是由于弱酸平衡的調節作用的緣故。總堿度的測定常用敞口式Gran滴定法,本文參照此方法步驟,采用碳酸鈉溶液模擬海水,旨在探討T960電位滴定儀的總堿度測定上的可行性。

【實驗/設備條件】

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表 1

【實驗/操作方法】

(1)標定pH復合電極。

將pH復合電極分別浸入pH為4、6.86、9.18的緩沖溶液(緩沖溶液溫度控制在25℃)中,進行電極的標定。

(2)滴定

用量筒移取50mL樣品,并稱重。選擇“終點滴定”模式,以pH=3作為終點。插入電極,待電位穩定后用鹽酸溶液滴定至終點。

【實驗結果/結論】

儀器在第二等當點后(pH=4.5)會得到一系列數據(即pH范圍為4.3-3左右的數據),從中選取18個點(表2)

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表 2

根據公式(1)、(2)計算相關參數,然后以滴加的HCl體積為橫坐標,以F2為縱坐標作圖(圖1)。

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圖 1

計算公式:

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其中

F2--Gran函數;

M0--水樣質量;

m --加入的鹽酸的質量(相當于滴加的體積量);

C(H+) --H+的濃度;

E --電極電位(mV);

F --法拉第常數,96.487kJ/(V?mol) ;

R --氣體常數,8.3144;

T --絕對溫度,T= t+273.15℃,t為攝氏溫度;

H --常數ln(10);

Alk --總堿度,umol/kg;

c --鹽酸濃度,mol/L;

V --擬合直線與X軸的交點(即y=0時,x的數值)。


平行做三次(具體數據見附錄),根據相關參數分別作圖(2)、(3)。

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根據公式(3)計算總堿度。見表3

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表 3

圖譜

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圖 4

圖2和圖3的實驗數據(部分截取),見下表4、5。

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表 4

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表 5

結論

由實驗數據得知,結果重復性良好,能夠滿足客戶對于精密度的要求,說明T960全自動電位滴定儀具備以敞口式Gran滴定法測定海水總堿度的能力。

【儀器/耗材清單】

儀器:

Hanon T960全自動電位滴定儀,溫度電極、

水浴鍋、Hamilton pH復合電極,10ml滴定管單元。

試劑:

鹽酸溶液(0.05mol/L)、碳酸鈉溶液(0.004mol/L)。

【參考文獻】

[1] HY/T 197-2015  海水總堿度的測定 敞口式電位滴定法

【注意事項】

1、鹽酸溶液的配制和每次平行實驗完成后清洗電極建議使用一級水。

2、碳酸鈉溶液稱重后建議立即測試,同時將攪拌臺多余的孔密封處理。

3、標定電極的電極平衡時間建議10s以上。



(來源:濟南海能儀器股份有限公司)



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