水质检测理化指标--游离二氧化碳测定

地表水中游离二氧化碳的含量一般小于10 mg/L,当含量超过40 mg/L时,表明水体污染已经影响到鱼类的生长。一般地下水中游离二氧化碳的含量多为15～40 mg/L,某些矿水中含量较高。

由于游离二氧化碳(CO₂+H₂CO₃)能定量地与氢氧化钠发生如下反应:

当其到达终点时,溶液的pH值约为8.3,故可选用酚酞作指示剂。根据氢氧化钠标准溶液消耗量,可计算出游离二氧化碳的含量。

1.方法选择

有两种常用的方法,即酚酞指示剂滴定法和电位滴定法。电位滴定法不受水样浊度、色度的影响,适用性较广。用酚酞指示剂滴定法简便快速,适用现场试验、控制和例行检验工作。此外,还有图解法。

2.样品的采集与保存

应尽量避免水样与空气接触。用虹吸法采样,样品测定尽可能在采样现场进行,特别当样品中含有可水解盐类或含有可氧化态阳离子时,应即时分析。如果现场测定困难,则应取满瓶水样,并在低于取样时的温度下妥善保存。分析前不应打开瓶塞,不能过滤、稀释或浓缩,并尽快地测定。

3.酚酞指示剂滴定法

(1)干扰及消除

水样混浊、有色均干扰测定,可改用电位滴定法测定。如水样的矿化度高于1000 mg/L,亚铁离子或铝离子含量超过10 mg/L时,会对测定产生干扰,可于滴定前加入1 ml 50%酒石酸钾钠溶液,以消除干扰。铬、铜、胺类、氨、硼酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫化物和无机酸类及强酸弱碱盐类均会影响测定。

(2)方法的适用范围

本方法适用于一般地表水,不适用于酸性工业废水和酸再生阳离子树脂交换器的出水。

(3)仪器

①碱式滴定管:25 ml;②无分度吸管:100ml;③锥形瓶:250 ml。

(4)试剂

①无二氧化碳水;②1%酚酞指示剂;③终点标准比色液;④中性洒石酸钾钠溶液;⑤氢氧化钠标准溶液:此溶液约为0.01mol/L,其精确浓度可用邻苯二甲酸氢钾标定。

标定方法如下:取基准试剂级邻苯二甲酸氢钾(KHC₈H₄O₄)在105～110 ℃烘至恒重。精确称取三份,每份约0.1g(称准至0.0001g),分别置于250 ml锥形瓶中,加入100 ml水,稍加温使之溶解。然后加入4滴酚酞指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定至淡红色不褪为止。记下氢氧化钠标准溶液的用量,并按下式计算其浓度:

式中:C——氢氧化钠标准溶液浓度(mol/L);V——滴定时氢氧化钠标准溶液用量(ml);G———邻苯二甲酸钾重量(g);204.22——邻苯二甲酸氢钾(KH₄C₈H₄O₄)摩尔质量(g/mol)。

(5)步骤

虹吸法移取水样100 ml,注入250 ml的锥形瓶中,加入4滴酚酞指示剂,用连接在滴定管上的橡皮塞将锥形瓶塞好,小心振荡均匀,如果产生红色,则说明水样中不含CO₂。

当水样不生成红色,即迅速向滴定管中加入氢氧化钠标准溶液进行滴定,同时小心振荡直至生成淡红色(与终点标准比色液颜色一致,即为滴定终点),记录氢氧化钠标准溶液。

(6)计算

式中:C——氧化钠标准溶液浓度(mol/L);V₁——氢氧化钠标准溶液用量(ml);V——滴定时所取水样体积(ml);44——二氧化碳(CO₂)摩尔质量(g/mol)。

(7)精密度和准确度

本方法用于河水(黄河、安徽省区河水、福建省区河水)、自来水、水库水、湖水、矿泉水、瓶装矿泉水等17种水样的分析,测得其浓度范围:含游离CO₂ 2.73～2028.0 mg/L,室内标准偏差0.06～8.39;相对标准偏差0.105%～9.81%。

(8)注意事项

①被测水样不过滤,并且移取和滴定时,尽量避免与空气接触,操作尽量快速以免引起误差。

②根据水中游离二氧化碳的含量,选用不同浓度的氢氧化钠标准溶液。若游离二氧化碳含量小于10 mg/L,用0.01 mo/L氢氧化钠标准溶液;大于10 mg/L时,应采用0.05 mol/L氢氧化钠标准溶液。

③如果水样在滴定中,发现有浑浊现象,说明水的硬度较大或含大量铝离子、铁离子。可另取水样于滴定前加入中性酒石酸钾钠溶液1ml,以消除干扰。

④分析中均采用无二氧化碳水。