应用化学专业实训实验方案
二钠镁盐,用水稀释至1000mL。
0.5%铬黑T指示剂(乙醇溶液):称取4.5g盐酸羟胺,加18mL水溶解,另在研钵中加0.5g铬黑T(C20H12O7N3SNa)磨匀,混合后,用95%乙醇定容至100mL,贮存于棕色滴瓶中备用。
0.005mol/LEDTA标准溶液的配制:称取1gEDTA,溶于一定量的蒸馏水中,用蒸馏稀释至500mL,贮存于试剂瓶中。
4.10.5 实验步骤
(1)EDTA的标定(以CaCO3为基准)
准确称取0.15~0.20g CaCO3于100mL烧杯中,先用少量水润湿,盖上表面皿,缓慢滴加(1+1)HCl,使之溶解。溶解后转入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
用移液管移取25.00mL钙标准溶液于250mL锥形瓶中→加80mL蒸馏水→加入5mL氨-氯化铵缓溶冲液→2~3滴铬黑T指示剂→用EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色→记录数据→平行测定3次→计算EDTA的准确浓度。
(2)水样分析
取100mL水样→250mL锥形瓶中→加入1~2滴HCl使之酸化→加入3mL三乙醇胺溶液→5mL氨性缓冲液→2~3滴铬黑T指示剂→用EDTA标准溶液滴定至由紫红色变为蓝色,即为终点。
(3)取同样体积的蒸馏水按上面操作步骤测定,即得空白值。 4.10.6 计算:
硬度=(cV)EDTA×M(CaO)/水样体积(L)(mg·L-1) 4.10.7 方案实施的关键
对碳酸盐硬度高的水样,在加入缓冲液前应先稀释或加入所需EDTA标准溶液的80%-90%,否则在加入缓冲液后,可能析出碳酸盐沉淀,使滴定终点拖长;
如果在滴定过程中发现滴不到终点色,或加入指示剂后,颜色呈灰紫色时,可能是铁,铝,铜或锰等离子的干扰。遇此,可在加指示剂前,用2mL1%的L—半胱胺酸盐酸盐,试样PH小于10,可将铵缓冲液的加入量变为5mL即可;若水样的酸性或碱性较高时,应先用氢氧化钠或HCL中和后再加缓冲液,否则加入缓冲液后,水样PH值不
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能保证在10.0±0.1范围内。
4.11 活性硅的测定
4.11.1 实验方案论证
硅的测定方法主要有硅钼蓝分光光度法、硅酸根分析仪法、重量法、氢氟酸转化分光光度法。硅钼蓝分光光度法适用于工业循环冷却水中可溶硅含量为0.1mg/L~5mg/L的测定;硅酸根分析仪法适用于化学除盐水、锅炉给水、蒸汽、凝结水等锅炉用水中硅含量为0~50μg/L的测定;重量法适用于工业循环冷却水及天然水中硅含量大于5mg/L的测定;氢氟酸转化分光光度法适用于天然水中硅含量为0.5mg/L~5mg/L的测定。本实验采用硅钼蓝光度法。
4.11.2 实验原理
在pH为1.2~1.3的酸度下,活性硅与钼酸铵反应生成硅钼黄,再用氯化亚锡还原生成硅钼蓝,此蓝色的色度与水样中活性硅的含量有关,磷酸盐对本法的干扰可用调整酸度或再补加草酸或酒石酸的方法加以消除[11]。
当水样中活性硅含量小于0.5mg SiO2/L时,硅钼蓝颜色很浅,可用微量硅的方法测定(硅酸根分析仪测定法),或用正丁酸等有机溶剂萃取浓缩,提高灵敏度,便于比色。
4.11.3 实验仪器
分光光度计(带有1cm比色皿)、坩埚、马弗炉、分析天平、1000mL容量瓶(1个)、100mL容量瓶(1个)、50mL容量瓶(6个)、吸量管(1.00mL,3个,5.00mL,10.00mL,20.00mL,各1个)、量筒(10mL,500mL,各1个)、洗耳球、滤纸、玻璃棒、胶头滴管、烧杯(50mL,2个,100mL,500mL,各1个)、洗瓶。
4.11.4 实验试剂 正丁醇、甘油;
盐酸溶液(1+1):10mL浓盐酸+10mL蒸馏水;
5%钼酸铵溶液:称取25g钼酸铵,溶解,加入500mL容量瓶中,稀释至刻度; [1/2H2SO4]=10mol/L H2SO4溶液:360mL的高纯水+140mL浓硫酸;
1%氯化亚锡溶液:称取1.5g优级纯氯化亚锡于烧杯中,加20mL盐酸溶液(1+1),加热溶解后,再加80mL纯甘油(丙三醇),搅匀后将溶液转入塑料壶中备用;
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二氧化硅贮备液(0.1mg/mL):准确称取0.1000g经700~800℃灼烧过已研磨细的二氧化硅(优级纯),与0.7~1.0g已于270~300℃焙烧过的粉状无水碳酸钠(优级纯)置于铂坩埚内混匀,马弗炉升温至900~950℃温度下熔融5min。冷却后,将铂坩埚放入硬质烧杯中,用热的高纯水溶解熔融物,等熔融物全部溶解后取出坩埚,以高纯水仔细冲洗坩埚内外壁,待溶液冷却至室温后,移入1L容量瓶中,用高纯水稀释至刻度,混匀后移入塑料瓶中贮存。此溶液应完全透明,如有浑浊须重新配制。
0.02 mg/mLSiO2工作液:取20mL 0.1mg/mL的SiO2贮备液→100mL容量瓶,稀释至刻度。
4.11.5 实验步骤
二氧化硅标准曲线绘制:移取0.02mg/mLSiO2工作液0.00mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL→比色皿→稀释至10mL→0.2mL[1/2H2SO4]=10mol/L H2SO4溶液,摇匀→1mL钼酸铵,摇匀静置5min→加入5mL[1/2H2SO4]=10mol/L H2SO4溶液,摇匀,静置1min→加入2滴氯化亚锡溶液,摇匀,静置5min→测吸光度→绘制标准曲线
水样的测定:取10.0mL水样→比色皿→0.5mL硫酸,摇匀→2mL钼酸铵,摇匀静置5min→加入1.5mL草酸溶液,摇匀,静置1min→加入2滴氯化亚锡溶液,摇匀,静置5min→测吸光度。按下表一要求及顺序配制溶液并贮存于已经编号的(1.2.3.4.5.6)50mL容量瓶中:
表4-11-1 配制的不同的溶液
编号 硅工作液mL 蒸馏水mL 水样mL [1/2H2SO4]=10moL/L的硫酸溶液mL 钼酸铵mL 1 0 10.0 / 0.2 1.0 静置5min [1/2H2SO4]=10moL/L硫酸溶液mL 5 静置1min 氯化亚锡(滴) 2 静置5min 2 2 2 2 2 5 5 5 5 5 2 0.5 9.5 / 0.2 1.0 3 1.0 9.0 / 0.2 1.0 4 1.5 8.5 / 0.2 1.0 5 2.0 8.0 / 0.2 1.0 6 / 5.0 5 0.2 1.0 4.11.6 计算
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2? SiOC?a?1000C—配标准色用的二氧化硅工作液浓度,mg/mL V式中:C—配标准色用的二氧化硅工作液浓度,mg/mL;
a—与水样颜色相当的标准色中二氧化硅工作液加入量,mL V—水样的体积,mL
4.11.7 方案实施的关键
硅钼蓝最大吸收波长位于近红外区,在波长600~815nm范围内均可进行测定加大波长可以提高灵敏度;溶液的酸度对吸光度有明显影响,因此应严格按规程要求准确加入一定量硫酸溶液使pH保持在约1.2。
4.12 磷酸盐的测定(磷钒钼黄分光光度法)
4.12.1 实验方案论证
测定水样中磷酸盐的方法很多,常见的有离子色谱法、磷钒钼黄分光光度法、罗丹明6G荧光分光光度法(灵敏度最高)、气相色谱法(FPD)、氯化亚锡还原钼蓝法(灵敏度较低,干扰也较多)等。目前.广泛采用的是磷钒钼黄分光光度法.该法具有线性范围宽、操作简单等优点,故本实验选择此方法。
4.12.2 实验原理
在[1/2H2SO4]=0.6mol/LH2SO4的酸度下,磷酸盐与钼酸盐和偏钒酸盐形成黄色的磷钒钼酸[13]。其反应为:
2H3PO4+22(NH4)2Mo4+2NH4VO3+23H2SO4→ P2O5·V2O5·22MoO3·nH2O+23(NH4)2SO4+(26–n)H2O 磷钒钼酸可在420nm的波长下测定。
本法适用于炉水磷酸盐的测定,相对误差为±2%。 4.12.3 实验仪器
分光光度计、分析天平、500mL容量瓶(2个)、50mL容量瓶(7个)、烧杯(50mL,3个,500mL,1个)、量筒(5mL,100mL,各1个)、吸量管(5mL,15mL,各1个)、移液管(25mL,1支)、洗耳球、滤纸、玻璃棒、胶头滴管、洗瓶
4.12.4 实验试剂
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