GBT 14419—93锅炉用水和冷却水分析方法 碱度的测定.doc

中华人民共和国国家标准 锅炉用水和冷却水分析方法 碱 度 的 测 定 GB/T 1441993 Analysis of water used in boiler and cooling system Determination of alkalinity 国家技术监督局1993-04-24批准 1994-01-01实施 1主题内容与适用范围 本标准规定了水中碱度测定的指示剂滴定法和以pH变化指示终点的pH电位 滴定法。 本标准适用于天然水、炉水、冷却水、凝结水、除盐水和给水等水样中碱度 的测定。 2引用标准 GB6903锅炉用水和冷却水分析方法通则 GB6904.1锅炉用水和冷却水分析方法pH的测定玻璃电极法 3指示剂滴定法测定碱度 3.1方法概要 水中碱度是指水中含有能接受质子(H+)的物质的量。例如氢氧根、碳酸盐、 碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和氨等 都是水中常见的能接受质子的物质(或碱性物质)。 通常碱度(JD)可分为理化碱度和操作碱度。操作碱度又分为酚 酞碱度和全碱度。理论碱度定义为： 酚酞碱度是以酚酞作指示剂测得的碱度，全碱度是以甲基橙(或甲基红-亚甲基蓝) 作指示剂测得的碱度。酚酞终点的pH约为8.3，甲基橙终点的pH约为4.2，甲 基红-亚甲基蓝终点的pH约为5.0。第一法以酚酞(第一终点)和甲基橙(第二终点)作 指示剂；第二法以酚酞(第一终点)和甲基红-亚甲基蓝(第二终点)作指示剂。 3.2试剂 3.2.1酚酞指示剂，1%(m/V)乙醇溶液 称取1g酚酞，加100mL95%乙醇溶解，再以0.05mol/LNaOH中和至稳定的 微红色。 3.2.2甲基橙指示剂，0.1%水溶液。 3.2.3甲基红-亚甲基蓝指示剂 准确称取0.125g甲基红和0.085g亚甲基蓝置于研钵中研磨均匀后，溶于100 mL95%乙醇中。 3.2.4氢离子标准溶液，0.1mol/L H+(或0.05 mol/L H2SO4)。 3.2.4.1配制：量取3 mL硫酸(密度1.84g/mL)，缓缓地加入于1L水中，摇匀，冷 却。3.2.4.2标定：称取0.2g(称准至0.1mg)基准无水碳酸钠(预先在270300下烘 1h，并在干燥器中冷却至室温)，溶于50mL试剂水，加2滴甲基红-亚甲基蓝指示 剂，用待标定的硫酸溶液滴定至由绿色变为紫色，煮沸23min。冷却，继续滴 定至紫色。同时作空白试验。按式(1)计算硫酸标准溶液的氢离子浓度： (1) 式中 硫酸标准溶液的氢离子浓度，mol/L(H+)； m无水碳酸钠的质量，g； a滴定碳酸钠消耗硫酸溶液的体积，mL； b滴定空白消耗硫酸溶液的体积，mL； 106.0碳酸钠的摩尔质量，g/mol； 20001 mol Na2相当于氢离子的mmol数。 若测定的稍大于0.1，譬如说0.1049，则取此溶液Vml加试剂水 V或0.049VmL，即可制得0.1000mol/L氢离子的硫酸溶液。 3.2.5氢离子标准溶液，0.05和0.01mol/L(H+) 将0.1000mol/L氢离子的硫酸标准溶液，分别用试剂水稀释至2倍和10倍即 可制得，不必再标定。 3.3仪器 3.3.1滴定管(酸式，25 mL)。 3.3.2微量滴定管(10 mL)。 3.3.3锥形瓶(200mL或250mL)。 3.3.4移液管(100 mL)。 3.4分析步骤 3.4.1第一法： 3.4.1.1取100mL透明水样置于锥形瓶中。 3.4.1.2加入23滴1%酚酞指示剂。此时溶液若无色，按下一步骤进行。若溶液 显红色，用0.05000或0.1000mol/L氢离子的硫酸标准溶液滴定至恰无色。记下硫 酸消耗的体积a。 3.4.1.3在上述锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，继续用硫酸标准溶液滴定至橙 黄色为止。记下第二次硫酸消耗的体积b(不包括a)。 3.4.2第二法 3.4.2.1取100mL透明水样置于锥形瓶中。 3.4.2.2加入23滴1%酚酞指示剂。此时溶液若无色，按下一步骤进行。若显红 色，则用微量滴定管以0.01000mol/L氢离子的硫酸标准溶液滴定至恰无色。记下硫 酸消耗的体积a。 3.4.2.3在上述锥形瓶中，加入2滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，用0.01000mol/L氢离 子的硫酸标准溶液滴定至由绿色变为紫色，记下第二次硫酸消耗的体积b(不包括 a)。 3.5分析结果的计算 酚酞碱度和全碱度按下列式(2)、(3)计算 (2) (3) 式中 酚酞碱度，mmol/L； 全碱度，mmol/L； 硫酸标准溶液的氢离子浓度，mol/L； a第一终点硫酸消耗的体积，mL； b第二终点硫酸消耗的体积，mL； V所取水样的体积，mL。 3.6允许差 全碱度在不同范围时的允许差如表1和表2所示。 表1 第一法碱度含量范围与允许差 mmol/L 表2 第二法碱度含量范围与允许差 mmol/L 4pH电位滴定法测定碱度 4.1方法概要 本法利用电位滴定法原理，以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电 极。由于玻璃电极的电位与溶液的pH呈线性关系，因此可用pH值来代替指示剂 确定终点而且更为准确。终点pH可选择8.3、4.2和5.0，即相当于酚酞终点、 甲基橙终点和甲基红-亚甲基蓝终点的pH值。 4.2试剂 4.2.1pH4、7、9标准缓冲溶液 配制方法见GB 6904.1的规定。 4.2.2氢离子标准溶液，0.05000和0.01000mol/LH+(或0.02500和0.005000mol/L H2SO4) 配制方法见3.2.5。 4.3仪器 4.3.1自动电位滴定计。 4.3.2pH玻璃电极。 4.3.3饱和甘汞电极。 4.3.4自动滴定管(25 mL)。 4.3.5温度计，0100。 4.4分析步骤 4.4.1准备工作 4.4.1.1电极的安装：把玻璃电极(应预先浸泡在pH4缓冲溶液中一天)放在电极夹 右边的夹口内，饱和甘汞电极则放在左边的夹口内，后者的高度要比前者低些， 以保证玻璃泡薄膜不与杯底相碰。 4.4.1.2滴定管、电磁阀和滴定管的安装：将滴定管和滴液管用电磁阀上的橡皮管 上下连通，将滴液管放在电极夹右边的小夹口内，滴出口高度应调节到比玻璃电 极的敏感部分中心略高些。加了试样的烧杯放在搅拌器上端盘上，并放入搅拌棒 一根。 4.4.1.3滴定选择开关的调节：若指示电极接“-”，参比电极接“正”，则液滴选 择开关为“+”。 4.4.2定位：打开仪器电源开关，让仪器预热2030min。按GB6904.1中的手 续进行定位。最好进行三点定位(使测定的准确度增加)，定位时要在一定适宜搅拌 速度下进行。 4.4.3滴定步骤 4.4.3.1将洗涤干净的滴定管用硫酸标准溶液洗涤几次后，盛满硫酸标准溶液至零 刻度。 4.4.3.2将“选择”旋钮旋至“pH”处，按下读数开关，调节“终点调节器”， 使指示8.3(相当于酚酞终点)，或5.0(相当于甲基红-亚甲基蓝终点)，或4.2(相当于甲 基橙终点)，可根据需要调节。 4.4.3.3取100mL水样(同时测量水样温度)置于250mL烧杯中，把烧杯放在搅 拌器上端盘上，并放入搅拌棒一根，再将电极插入溶液内(勿与搅拌棒相触)。 打开电磁搅拌器开关，保持适宜速度(与定位时的搅拌速度相同)，记下滴定管 初始读数，掀下“滴定开始”开关，此时“终点”电珠亮，“滴定”电珠亮， 或时亮时暗，硫酸标准溶液即开始滴定，接近终点pH值时，“滴定”电珠亮 的时间较短，到达终点pH值时，电珠熄灭并停止滴定。若第一终点的pH是 8.3，记下硫酸标准溶液所消耗的体积a。再重复6.3.2手续，把终点pH定至 5.0或4.2，再继续进行滴定。终点到达后，记下第二终点硫酸标准溶液所消耗 的体积b(不包括a)。若选择pH5.0为终点，则滴定至5.0时必须用鼓气法(用压 缩空气或氮气)驱赶二氧化碳后再继续 滴定至终点。 4.4.3.4掀起读数开关。若实验完毕则关闭电源。 4.5分析结果的计算 水样碱度按式(4)、(5)、(6)计算： (4) (5) (6) 式中 (JD)8.3终点pH为8.3时所得的碱度，相当于酚酞碱度； (JD)5.0终点pH为5.0时所得的碱度，相当于甲基红-亚甲基蓝终点所得 的全碱度； (JD)4.2终点pH为4.2时所得的碱度，相当于甲基橙终点所得的全碱度； 硫酸标准溶液的氢离子浓度，mol/L； a第一终点所消耗的硫酸体积，mL； b第二终点pH5.0所消耗的硫酸体积，mL； b第二终点pH4.2所消耗的硫酸体积，mL； V所取水样的体积，mL。 4.6允许差 全碱度在不同范围时的允许差如表3所示 。 表3 pH滴定法碱度含量与允许差mmol/L _ 附加说明： 本标准由中华人民共和国能源部提出，由能源部西安热工研究所归口。 本标准由武汉水利电力学院起草。 本标准主要起草人钟金昌、赵宗敏。