敞口式电位滴定法检测海水的总碱度

1 概述

海水中存在着相当数量的碳酸根、碳酸氢根和硼酸根等弱酸阴离子，这些阴离子在海水中同相应的弱酸分子保持一定的电离平衡关系。它们之间的数量大小和比例调节了海水的pH值。海水呈碱性一方面是由于强碱阳离子（如碱金属和碱土金属离子）在数量上略为超过强酸阴离子（如Cl ^-、SO₄^2-等），另一方面是由于弱酸平衡的调节作用的缘故。总碱度的测定常用敞口式Gran滴定法，本文参照此方法步骤，采用碳酸钠溶液模拟海水，旨在探讨T960电位滴定仪的总碱度测定上的可行性。

2 仪器与试剂

2.1 仪器

Hanon T960全自动电位滴定仪，温度电极、

水浴锅、Hamilton pH复合电极，10ml滴定管单元。

2.2 试剂

盐酸溶液（0.05mol/L）、碳酸钠溶液（0.004mol/L）。

3 实验方法

3.1 实验步骤

（1）标定pH复合电极。

将pH复合电极分别浸入pH为4、6.86、9.18的缓冲溶液（缓冲溶液温度控制在25℃）中，进行电极的标定。

（2）滴定

用量筒移取50mL样品，并称重。选择“终点滴定”模式，以pH=3作为终点。插入电极，待电位稳定后用盐酸溶液滴定至终点。

3.2仪器参数

表1

4 结果与讨论

4.1 实验数据

仪器在第二等当点后（pH=4.5）会得到一系列数据（即pH范围为4.3-3左右的数据），从中选取18个点（表2）

表2

根据公式（1）、（2）计算相关参数，然后以滴加的HCl体积为横坐标，以F₂为纵坐标作图（图1）。

图1

计算公式：

其中

F₂--Gran函数；

M₀--水样质量；

m --加入的盐酸的质量（相当于滴加的体积量）；

C(H⁺) --H⁺的浓度；

E --电极电位（mV）；

F --法拉第常数，96.487kJ/（V•mol） ；

R --气体常数，8.3144；

T --温度，T= t+273.15℃，t为摄氏温度；

H --常数ln(10)；

Alk --总碱度，umol/kg；

c --盐酸浓度，mol/L；

V --拟合直线与X轴的交点（即y=0时，x的数值）。

平行做三次（具体数据见附录），根据相关参数分别作图（2）、（3）。

图2

图3

根据公式（3）计算总碱度。见表3

表3

4.2图谱

图4

4.3 结论

由实验数据得知，结果重复性良好，能够满足客户对于精密度的要求，说明T960全自动电位滴定仪具备以敞口式Gran滴定法测定海水总碱度的能力。

参考文献

[1] HY/T 197-2015  海水总碱度的测定 敞口式电位滴定法

注意事项

1、盐酸溶液的配制和每次平行实验完成后清洗电极建议使用一级水。

2、碳酸钠溶液称重后建议立即测试，同时将搅拌台多余的孔密封处理。

3、标定电极的电极平衡时间建议10s以上。

附录

图2和图3的实验数据（部分截取），见下表4、5。

表4

表5

（来源：济南海能仪器股份有限公司）