水的总含盐量及测定方法.doc

1、水的总含盐量及测定方法 水的总含盐量是指一升水含盐分的总量，可用两种单位（毫克当量 /升和毫克 /升）表示。它是评价水质的一项重要指标。如果对水中的主要离子都有作了定量分析（ K+和 Na+可不作分析），可以用计算法得出总含盐量。如果未作全面分析，则可以用离子交换来测定。 甲、计算法 1.将阴离子 Cl-、 HCO3-、 CO32-、 SO42-的含量全部换算为以毫克当量 /升为单位。换算公式为： B=A/E （ 8-1） 式中： A某离子以毫克 /升为单位的含量； B该离子以毫克当量 /升为单位的含量； E该离子 的当量，见表 8-1。 2.求出一升水中全部阴离子的毫克当量数的总和 (),再

2、扩大一倍 ,就是水的总含盐量 (S),单位为 “毫克当量 /升 ”，即： S=2=2（ BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42-） （ 8-2） 乘 2是因为水中阳离子总量同阴离子总量相等（指毫克当量数相等），而总含盐量是以一升水所含阴阳离子总量来表示。 二、以 “毫克 /升 ”为单位 总含盐量还可以用一升水中含阴离子和阳离子的总毫克数来表示，单位为毫克 /升，为此需要求出各主要离子的毫克数。在水质常规分析中一般不作钾、钠定量测定，这 时可以用计算法求出钾钠的含量之和，再计算总盐量。步骤如下： 1.将各主要离子 (Cl-、 HCO3-、 CO32-、 SO42-、 Ca2+、 Mg2

3、+）的含量均换算为以毫克当量 /升作单位，换算公式见式 8-1。 2.求 (K+Na+)的毫克当量之和 因为 +=- +=BCa2+BMg2+BK+BNa+ -=BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42- 所以 B(K+Na+)=-(BCa2+BMg2+) (8-3) 3.求 K+Na+的毫克之和 A(K+Na+)=B(K+Na+)25 (8-4) 25是经验系数 ,是根据多数天然水中 K+的量约为 Na+的量的四分之一左右确定的。对多数淡水误差不大，对含盐量较高的水，误差可能很大，因这时 K+含量相对地低得多， K+Na+的平均当量更接近于 24甚至 23。 4.将以毫克 /升作单位

4、的所有离子的含量相加 ,即为水的总含盐量。 例题：某湖水主要离子分析结果如下： 成分 Cl- HCO3- CO32- SO42- Ca2+ Mg2+ K+Na+ 含量（毫克 /升） 1181 1510 585 260 5.77 22.5 (未测 ) 试 计算该湖水的含盐量 解 :方法一 1.用分工式 (8-1)将阴离子的含量换算为以毫克当量 /升作单位 已知 : ACl-=1181毫克 /升 ECl-=35.45 所以 BCl-=1181/35.45=33.3毫克当量 /升 用类似的计算可求得 :BHCO3-=24.7毫克当量 /升 BCO32-=19.5毫克当量 /升 BSO42-=5.41

5、毫克当量 /升 2.按公式 (2)求总含盐量 S=2(BCl-+BHCO3-+BCO32-+BSO42-) =2(33.3+24.7+19.5+5.41) =165.8毫克当量 /升 方法二 : 1.按公式 (1)将离子的含量换算为以毫克当量 /升作单位 : 成分 Cl- HCO3- CO32- SO42- Ca2+ Mg2+ 含量 (毫克当量 /升 ) 33.3 24.7 19.5 5.41 0.29 1.85 2.按式 8-3,式 8-4求 K+与 Na+含量 B(K+Na+)=-(BCa2+BMg2+) =33.3+24.7+19.5+5.41-(0.29+1.85) =82.9-2.1

6、4=80.8毫克当量 /升 A(K+Na+)=80.823=1858毫克 /升 (因该湖水属半咸水 ,平均当量以 23更合适些 ) 3.将主要离子的含量 (以毫克 /升单位 )相加 ,即得总含盐量 S=1181+1510+585+260+5.77+22.5+1858=5422毫克 /5.42克 /升。 说明：按总盐量的概念，应该是将水样中的所有盐分都算在内，即铁、硝酸盐、磷酸盐等都有包括在内，但在一般天然水中这些成分的含量同 Cl-等离子比，少得可以忽略不计。在含盐量特别低的水中，这此离子的含量则不可忽略。 表 8-3 离子的当量 阴离子 E 阴离子 E Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Fe

7、2+ Fe3+ 20.04 12.156 39.10 22.90 27.924 18.616 Cl- SO42- HCO3- CO32- NO3- SiO32- 35.45 48.03 61.02 30.00 62.005 38.042 乙、离子交换容量法 一、原理 离子义换树脂是一类具有交换离子本领的高分子化合物。它们不溶于水，但有可以同溶液中的离子进行交换的离子。离子交换树脂可分为两大类：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子义换树脂只能同溶 液中的阳离子进行交换，它又可分为强酸性树脂和弱酸性树脂两类。强酸性阳离子交换树脂可根据其中所含的可交换的离子是 H+或 Na+等，而分为 H型等等。

8、 H型强酸性阳离子交换树脂用 NaCl溶液浸泡，可以转为 Na 型，使用前用 HCl溶液浸泡，作转型处理。 H型强酸性树脂中含有可以用来交换的 H+离子，当水溶液中含有其它阳离子时，（例如 Ca2+、 Mg2+、 K+、 Na+、 NH4+、 Fe2+等），它就用 H+同水中上述离子交换，交换反应是按当量数相等的关系进行的是可逆过程： nRH+Men+RnMe+nH+ 式中 RH表示 H型强酸树脂的一个交换单元， Men+表示溶液中带有 n 个电荷的金属离子。交换反应是可逆的，已经结合金属离子的树脂，当溶液中有大量的 H+时，上述反应则逆向进行。用过的树脂就根据这原理 “再生 ”。 天然水中的

9、阳闻子经 H型强酸性树脂交换后，强酸盐类变成了相应的强酸（见下列反应 1、 2）：氢氧化物变成了水（见反应 3）：碳酸盐类变成二氧化碳和水（见反应 4、 5）： RH+NaClRNa+HCl （ 1） 2RH+Na2SO42RNa+H 2SO4 （ 2） RH+NaOHRNa+ H2O （ 3） 2RH+Na2CO32RNa+CO 2+H2O （ 4） RH+NaHCO3RNa+CO 2+H2O （ 5） （注：以上交换反应均以 Na 为例，其它阳离子的反应与此类似） 反应 1、 2所得的强酸的含量可以用标准碱溶液滴定，南昌反应 3、 4、 5所得产物 H2O的量无法测定。 CO2虽可测定，但

10、很容易挥发损失。所以在用树脂交换前应把氢氧化物和碳酸盐类用强酸反应掉，换成相当的强酸盐类，再用树脂交换。这时测定交换后水样中强酸的量，就可知水样中原先的总含盐量。 二、试剂 1. 0.02000N硼砂 Na2B4O71OH2O（一级或二级试剂） 1。 9069克溶于少量纯水，转入 500毫升容量瓶并稀释到刻度。 2.混合指示剂 :50毫升甲基红饱和乙醇溶液 ,加 2毫升 1%次甲基兰水溶液混合均匀 . 3.强酸性阳离子交换树脂 (可用 732号树脂或强酸 1号树脂 ):取 100克树脂 (直径 0.30。 5毫米）于烧杯中，加温水（ 3040 ）浸泡一天，使其充分膨胀，倾去溶液，用纯水反复浸泡

11、树脂，直到不含 Cl-为止（用硝酸银溶液检查）。将树脂装入瓶中泡上纯水备用。 4.HCl(1:10)： 50毫升浓盐酸加纯水 500毫升。 5.0.02000N NaCl:精确称取 1.169克 NaCl用纯水配成 1升。 三、测定步骤 1.交换柱的安装 :取一支已用纯水洗净的碱式滴定管 (或相应规格的玻璃管 ),下口用一小块 尼龙筛绢包上 ,套上一段胶管处夹一螺旋止水夹 ,控制流速。管上口插一漏斗，如图 8-2。装好后用蒸馏水涮三遍，将螺旋止水夹旋紧，装半管纯水，将树脂连同水一起经漏斗倒入管中，立即打开止水夹，让水流出，控制流速，使水面始终不低于树脂的交换能力，也给冲洗增加困难。交换柱的高度

12、应是内径的 1520倍，内装树脂应该达 8分满。柱装好后 就可以进行测定。 2.取水样 50毫升 (含盐量大则少取水样 )加混合指示剂 2滴 ,用标准盐酸滴定到红色 .滴定时要剧烈摇动 ,以驱徐 CO2,到终点后加热煮沸 ,冷却后如溶液不呈红色 ,应补滴盐酸到暗红色 .再将此水样加到准备好的交换柱进行交换 ,流速控制在 2毫升 /分左右 .在水样将要流完时 (以树脂即将露出又尚无未露出液面为准 ,切不可待到液面 低于树脂 ),用纯水淋洗交换柱数次 ,直到流出水对混合指示剂不显酸性为止。用 250毫升锥瓶收集通过交换柱的水样和淋洗水。再加混合指示剂 3滴，用 0.02N硼砂滴定到水样呈淡绿色。记

13、录消耗硼砂溶液的体积 V。 四、计算公式 -（毫克当量 /升） =NV/V 样 1000 总含盐量（毫克当量 /升） =NV/V 样 10002 式中： N硼砂溶液的当量浓度； V滴定消耗硼砂体积，毫升； V 样 测定时所取水样体积，毫升。 五、注意事项 1.一支交换柱只有一定的交换能力 ,当柱中树脂快要失效时 ,将会有金属离子 “泄漏 ”（即未与树脂中的 H交换），使测定偏低，为此需要测定交换柱开始泄漏容量同交换柱的规格，柱中所用树脂的品种规格和数量有关，当这些条件都不变时，始漏容量基本不变。 2.始漏容量的测定方法 ,取一支新装好的交换柱 ,令 0.02N NaCl通过该柱 ,控制与测水样时相同的流速 ,每流出 30毫升测定一次pH，并滴定其酸度，直到其 pH值开始增大为止 .将每次滴定所消耗的碱的毫克当量数相加 ,即为该类型交换柱的始漏容量。每个柱到只剩始漏容量的 2030%时就应该停止使用。树脂可留待再生。 3.已使用过的交换柱中的树脂 ,即使 还远远没过到始漏容量，也不可以在倒出后重新装入柱中使用。因为倒出后将已交换的和未交换的树脂混合起了，再装入柱中，柱下部有已转为 Na 型、 Ca 型等的 “失效 ”树脂，它们在遇到水中 H浓度大是云彩将Na+、 Ca2+等离子同 H+交换。