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了解酸度和堿度時需掌握酸度和堿度的測定方法
閱讀：321 發(fā)布時間：2024-7-9一、目的和要求
(1) 了解酸度和堿度的基本概念。
(2) 掌握酸度和堿度的測定方法。
二、原理
水中酸度和堿度是衡量水質的重要指標，現(xiàn)將它們的定義和測定方法簡述如下：
酸度是指水中含有能與強堿發(fā)生中和作用的物質的總量，主要來自水樣中存在的強酸、弱酸和強酸弱堿鹽等物質。酸度用氫氧化鈉標準溶液滴定水樣測得。通常把用甲基橙作為指示劑滴定的酸度（pH=4. 3)稱為甲基橙酸度或強酸酸度，用作為指示劑滴定的酸度（pH=8. 3)稱酸度或總酸度。
堿度是指水中含有能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質，主要來自水樣中存在的碳酸鹽、碳酸氫鹽及氫氧化物等。堿度可用鹽酸標準溶液進行滴定，其反應為
OH-+ H+ →H2O
CO23-＋H+ →HCO3
HCO3- ＋H+ →H2O＋CO2↑
用作為指示劑的滴定結果稱為堿度，表示氫氧化物已經(jīng)中和，CO2-3全部轉化為HCO3-。以甲基橙作為指示劑的滴定結果稱為甲基橙堿度或總堿度。通過計算可以求出相應的碳酸鹽、碳酸氫鹽和氫氧根離子的含量，但對廢水、污水等，由于組分復雜，這種計算沒有實際意義。
酸度和堿度可常用mg/L作單位，通常以碳酸鈣的mg/L表示。此時lmg/L的酸度或堿度相當于50mg/L的碳酸鈣。
三、儀器與試劑
(1) 無二氧化碳水。用于制備標準溶液及稀釋的蒸餾水或去離子水，用前煮沸15min，冷卻至室溫。pH應大于6.0，電導率小于2μS/cm。
(2) 碳酸鈉標準溶液（0. 0100mol/L)。溶解1. 060g預先在270一300℃干燥至恒量的基準（Na2CO3，優(yōu)級純），轉入1000mL容量瓶中，用無二氧化碳的水（煮沸后冷卻的水，下同）稀釋至標線。
(3）鹽酸標準溶液（約0. 0200mol/L)。用水稀釋8. 3mL濃鹽酸至1000mL,得到0.lmol/L儲存溶液。取此溶液200mL用無二氧化碳的水稀釋至1000mL,并用碳酸鈉標準溶液標定其精確濃度，以cHCl表示。
(4) 氫氧化鈉標準溶液（約0. 0200mol/L)。用無二氧化碳的水稀釋20. 0mLlmol/L氫氧化鈉至1000mL，其精確濃度可用0. 0200mol/L鹽酸標準溶液標定，以。cNaOH表示。
(5）改良甲基橙溶液（(0.l%)。稱取甲基橙1. 0g，用500mL水溶解，另稱取1. 8g藍色染料二甲苯賽安路FF，用500mL乙醇溶解，然后將兩種指示劑混合均勻。在一定體積的0. lmol/L氫氧化鈉溶液中加2滴此指示劑，再用0. lmol/L鹽酸滴定，檢查是否有鮮明的色度。如果終點顏色呈藍灰色，可滴加0.1％甲基橙少許；如果終點顏色為灰綠色帶有紅色，可滴加少許藍色染料，直至有敏銳的終點（從綠色變?yōu)榈疑?/span>
(6) 指示劑（(0.500)。稱取0. 5g溶于50mL 95％乙醇中，然后用水稀釋至 100mL 。
四、實驗步驟
1．酸度的測定
1) 酸度
取100. 0mL水樣于250mL錐形瓶中，加2滴指示劑，以0．0200mol/L氫氧化鈉溶液滴定至溶液粉紅色不褪，準確讀出消耗氫氧化鈉溶液的體積（V1，mL)。
2) 甲基橙酸度
取100. 0mL水樣于250mL錐形瓶中，加入2滴改良甲基橙，用0. 0200mol/L氫氧化鈉溶液滴定至溶液呈綠色，準確讀出消耗氫氧化鈉溶液的體積（V2, mL) 。
2．堿度的測定
吸取100. 0mL水樣于250mL錐形瓶中，加入2滴指示劑，以0. 0200mol/L鹽酸滴定至溶液粉紅色剛褪去，準確讀出消耗鹽酸溶液的體積（V3，mL)，隨后加入2滴改良甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸滴定至溶液由綠色變?yōu)榛疑?，準確讀出消耗鹽酸的體積（V4, ML)。
五、數(shù)據(jù)處理
1．酸度
酸度（以CaCO3計）(mg/L)=（V1×cNaOH×50.05×1000）/V
甲基橙酸度（以CaCO3計）(mg/L)=（V2×cNaOH×50.05×1000）/V
式中：V1——作為指示劑時NaOH標準溶液的耗用量，mL;
V2——甲基橙作為指示劑時NaOH標準溶液的耗用量，mL;
cNaOH——NaOH標準溶液濃度，mol/L;
V一—水樣體積，mL;
50.05——碳酸鈣（1/2CaCO3）摩爾質量，g/mol。
2．堿度
堿度（以CaCO3計）(mg/L）=（V3×cHCl×50. 05×1000）/V
總堿度（以CaCO3計）(mg/ L)=[（V3+V4)×cHCl×50. 05×1000 ]/V
式中：V3——作為指示劑時HCl標準溶液的耗用量，mL;
V4——甲基橙作為指示劑時HCl標準溶液的耗用量，mL;
cNaOH——HCl標準溶液濃度，mol/L;
V一一水樣體積，mL;
50.05一—碳酸鈣（1/2CaCO3 )摩爾質量，g/mol。
六、注意事項
(1) 水樣（尤其是廢水和污染水）的酸度及堿度差別很大，測定時樣品和試劑的用量、濃度無法統(tǒng)一規(guī)定。表1-2-1列出水樣在不同酸度和堿度范圍時，可供選擇的樣品量和標準溶液的濃度。
(2）也可用電位滴定法進行酸度和堿度測定，結果以pH和酸、堿消耗量作圖計算得到。此法不受余氯、色度、濁度的干擾并可消除個人感官誤差。
(3) 水樣中若有余氯存在，會使甲基橙褪色，可加少量0. lmol/L除去。
(4）以作為指示劑進行酸度滴定時，若水樣中存在硫酸鋁（鐵），可生成（鐵）沉淀物，使終點褪色造成誤差，這時可加氟化鉀掩蔽或將水樣煮沸2min，趁熱滴定至紅色不褪。
(5) 由于用甲基橙指示劑終點不夠明顯，故本實驗采用改良甲基橙(pH=3.8)代替甲基橙。
(6）本實驗的兩項水質指標應做平行測定。