工业循环冷却水中硫酸根离子测定方法
工业循环冷却水中硫酸根离子测定方法
本方法适用于测定含磷酸盐小于10毫克/升的水样中硫酸根离子，其含量大于10毫克/升。
1 方法提要
本方法系利用氯化钡能在强酸性溶液中与硫酸根离子定量要产生硫酸钡沉淀，经灼烧称重后，求出硫酸根离子的含量。
2 仪器与试剂
2.1仪器；
2.1.1 恒温水浴锅；
2.1.2 高温炉；
2.1.3 瓷坩锅，20ml
2.1.4 干燥器。
2.2 试剂
2.2.1 盐酸：1+1溶液
2.2.2 氯化钡；
2.2.3 硝酸银；
2.2.4 硝酸；
2.2.5 甲基红；
2.2.6 氢氧化钠，0.05N溶液。
3 准备工作
3.1 氯化钡溶液：称取5g氯化钡(BaCL2·H2O)溶于水中，稀释至100ml。
3.2 硝酸银溶液：称取4.3g硝酸银，加0.25ml浓硝酸，溶于250ml水中。
3.3甲基红溶液：称取0.1g甲基红，溶于100ml 60%乙醇溶液中。
4 试验步骤
4.1 准确吸取200-500ml水样(含硫酸根约10-50mg)于烧杯内，加入几滴甲基红指示剂，加盐酸(1+1)使水样溶液变红后，再加2-3滴，在电炉上加热浓缩至50ml。
4.2将酸化后水样用中速定量滤纸过滤，以除去悬浮物，再用经盐酸( 1+1)酸化过的水洗涤滤纸四次。
4.3加热溶液至近沸，在不断搅拌下，徐徐滴加热氯化钡溶液，一直滴至溶液上部澄清液不再出现白色浑浊，说明硫酸盐已沉淀完全，再多加2 ml氯化钡溶液，然后将烧杯放在80-90℃水浴上，恒温2小时。
4.4用紧密定量滤纸过滤，并用水洗涤烧和沉淀直至滤液加数滴硝酸银溶液不混浊为止。
4.5将滤纸连同沉淀放在预先已恒重的坩埚内，在电炉上灰化，然后移入温炉内，在800℃灼烧1小时。将坩埚放入干燥器内冷至室温，再称其重量直至恒温。
注：当水样中含有大量聚磷酸盐或正磷酸盐，会使结果偏高，这时应采用电位滴定法。
5 计算
水样中硫酸根离子的含量X(毫克/升)按下式计算：
式中： W—--硫酸钡重量，毫克；
V——吸取水样的体积，毫克；
411.6——硫酸钡与硫酸根离子的换算系数×1000。
6 容许差
6.1 平行测定两个结果间的差数不应大于
|
硫酸根离子含量(毫克/升) |
两个结果的差值(毫克/升) |
|
60-100 |
2.61 |
|
100-200 |
5.10 |
|
200-350 |
6.00 |
6.2取平行测定两个结果的算术平均值，作为水样中硫酸根离子的含量。
乙、电位测定法
本方法适用于测定天然水和磷系循环冷却水中硫酸根离子，其含量大于15毫克/升。
1 方法提要
在75%乙醇体系中。铅离子能与水样子硫酸根定量地产生硫酸铅沉淀，稍过量的铅离子能使电极产生较大的突跃，以此作为滴定终点。
2 仪器和试剂
2.1仪器
2.1.1酸度计或离子计：精度<2毫伏；
2.1.2电磁搅拌器；
2.1.3铅电极(固态膜)
2.1.4双盐饱和甘汞电极(217型)
2.2试剂
2.2.1氢氧化钠0.1M溶液；
2.2.2硝酸钠：1M溶液(用已煮沸的水配制)；
2.2.3 0.02N高氯酸溶液；吸取0.17ml高氯酸，稀至100ml；
2.2.4盐酸：3N溶液；
2.2.5混合指示剂：1份0.1%溴甲酚绿钠水溶液与1份0.02%甲基橙水溶液混匀；
2.2.6无水硫酸钠：优级纯；
2.2.7硝酸锰：5%溶液；
2.2.8酚酞：配成0.1% 酚酞的50%乙醇溶液；
2.2.9高氯酸铅：实验试剂或优等纯；
2.2.10无水乙醇；
2.2.11 732型强硝酸性阳离子交换树脂。(亦可用同一类型的树脂)。
3 准备工作
3.1硫酸钠标准溶液：准确称取在105-110℃干燥至恒重的无水硫酸钠0.3698g；用去离子水溶解后，移入250ml容量瓶中；再用去离子水稀至该度，摇匀，此溶液为A液(SO
1mg/ml)，分别吸取A液，10ml于100ml容量瓶中，用去离子水稀至该度，该稀释液含硫酸根离子100毫克/升。
3.2高氯酸铅标准溶液；
3.2.1配制方法
3.2.1.1称取0.9g高氯酸铅溶于1升去离子水中，滴加高氯酸至溶液PH=4左右，此溶液的浓度为2×10-3M左右。
3.2.2标定方法：
3.2.2.1测量前将仪器接通，预热半小时后，根据说明书“调零”和“校正”。然后将双盐桥甘汞电极接正极。指示电极—铅电极接负极，清洗2-3分钟。按下“测量”开关，看是否已清洗到该电极出厂清洗电位附近，若未达到，换去离子水继续冲洗，一直洗至电位基本稳定为止。
3.2.2.2吸取硫酸钠标准溶液(含SO
100毫克/升)5毫升。上述溶液放入50ml烧杯中，用量筒加入15ml无水乙醇和1-2滴混合指示剂，若溶液颜色变为黄色，可滴加0.1N氢氧化钠至溶液为绿色，再用0.02N高氯酸滴至刚变黄色(PH红4.5左右)
3.2.2.3将事先已用去离子水清洗好的铅电极与双盐桥甘汞电极一起插入溶液中，电磁搅拌三分钟后读取电位值；然后用高氯酸铅标准溶液测定，每次加入0.1ml，过一分钟后读取电位值，一直滴至电位值突最大(约20mv以上)即为滴定终点，以后再加高氯酸铅标准溶液，这时电位值变化不大，同时电位值很快平衡。测定完毕后，随即用去离子水清洗铅电极至初始电位附近，即可继续作下一个测定。
3.2.2.4 高氯酸铅标准溶液的滴定度T可按下式计算
(毫克/毫升)
式中： V—高氯酸铅标准溶液终点体积，毫升；
C—硫酸钠标准溶液的浓度(毫克/升)
注：滴定将至终点，电位值变化很大，可取突变最大的电位值。
4 试验步骤
4.1磷酸盐含量小于2毫克/升水样的测定方法。
4.1.1 按3.2.2.1方法调试仪器和清洗电极。
4.1.2然后取20ml水样于50ml烧杯中，加入氢型强酸性阳离子交换树脂约2g左右，在电磁搅拌器上搅拌2-3分钟后取下，用5ml移液管(下端尖嘴用橡皮管套上小G3气体洗涤器)吸取5ml不带树脂的水样(若没有气体洗涤可干滤后，吸5ml水样)于50ml烧杯中。
4.1.3用量筒加入15ml无水乙醇和1-2滴混合指示剂，其余操作步骤按3.2.2和3.2.2.2-3.2.2.3进行。
注：①初次用本法测定，应先取5ml经树脂处理过水样，按上述手续慢慢地连续滴定，粗略地测定滴定终点，再按上法每加0.1ml高氯酸铅标准溶液后读取电位值。
②本法也适用于六偏磷酸钠小于4毫克/升的水样。
4.2磷酸盐含量大于2毫克/升水样的测定方法。
4.2.1稀释法：本法要求水样以稀释后，聚磷酸盐浓度小于4毫克/升，正磷酸盐浓度小于2毫克/升，硫酸盐浓度大于15毫克/升，其测定步骤按4.1进行。
4.2.2共沉淀法：对含有大量聚磷酸盐或磷酸盐的水样，可采用本法，其步骤为：吸取50ml水样至250ml烧杯中，加入20滴5%硝酸锰溶液，加热煮沸后，加2滴酚酞指示剂，用0.5氢氧化钠中和至溶液刚变红为止。再多加一滴，煮沸3-5分钟，冷却，将沉淀和溶液一起转移到100ml容量瓶中，用去离子水洗烧杯数次，洗液一并移入容量瓶中，再用去离子水稀至刻度，摇匀，用干的快速滤纸将上述混浊液过滤于50ml干烧杯中，从中取20ml加入氢型强酸性阳离子交换树约2克，以下操作步骤按4.1进行。
5 计算
5.1水样中硫酸根离子的含量X(毫克/升)按下式计算：
式中：T—高氯酸铅标准溶液的滴定度(毫克/升)
V1—高氯酸铅标准溶液终点体积，毫升；
K—水样衡释的倍数。
注：①水样中若有磷酸根离子，其含量大于2毫克/升即产生正干扰，若六偏磷酸钠的含量大于4毫克/升，可使滴定终点无突跃。
②
可能生成Pb2(NO3)2SO4 而产生干扰，
，
也有相似的干扰机制，.png){kind=small}
允许比.png){kind=small}
过量10倍；.png){kind=small}
可允许存在50倍，
干扰，当水样PH调至4.5时，可除去。
③Fe2+,Ag+,Ca2+,Mg2+等金属离子对测量电位均有干扰，可用强酸性阴离子交换树脂除去，
④铅电极使用前浸泡在高氯酸铅标准溶液中活化半小时，若每天使用电极，用后可浸泡在去离子水中，避免阳光直射，应放在暗处。
⑤长期不用电极，应用黑纸包住放在干燥地方，
⑥本电极一般寿命为一年多，若使用得当，可过2-3年。
⑦高氯酸铅标准溶液亦可用下法标定：用移液管吸取50ml高氯酸铅标准溶液于锥形瓶中，加入50ml水，再加20ml醋酸缓冲溶液(称取388g醋酸钠(NaAC·3H2O)溶于水中，加入9.8ml冰醋酸，用水稀释至1升)及0.2%二甲酚橙水溶液7-10滴，用0.02MEDTA标准滴定至溶液由紫变黄为终点，按下式计算高氯酸铅标准溶液的浓度M。
式中：M1—EDTA标准溶液的摩尔液度；
V1—EDTA标准溶液消耗的体积，毫升。
6 容许差
6.1平行测定两个结果间的差数不应大于：
|
硫酸根离子含量(毫克/升) |
两个结果的差值 |
|
40-100 |
2.13 |
|
100-250 |
3.46 |
|
250-400 |
3.65 |
6.2取平行测定两个结果的算术平均值作为水样的硫酸根离子的含量。
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