1 D511-93水中钙镁离子的测试方法

标准号：D511-93（1998重新批准）

水中钙镁离子的测定方法1

1.适用范围

1.1本方法包括了络合滴定法和原子吸光光度法测定水中钙镁离子含量。两种测定方法章节

分布如下：

章节

测定方法A－络合滴定法7－14

测定方法B－原子吸收分光光度法15－23

1.2本标准并不为了介绍所有的安全事项，如果本标准中存在一些，那是与应用过程相关的

安全注意事项。标准的使用人在使用前应建立合适的健康安全规程和常规适用范围。专门的危害性描述请见注2和注7。

2．参考文献

2.1 ASTM标准：

D1129 关于水的专业术语2；

D1193 试剂水的规范2；

D2777 D-19会议确定的关于水分析的精密度和偏差确定的操作方法2；

D3370 密闭管中取水样操作规程2；

D4691 火焰原子吸收分光光度法测水中元素2；

D4841 水样中有机和无机质含量组成稳定的保存时间的估计方法2。

3．专业术语

3.1 定义－本方法中采用的术语的定义，参见术语D1129。

4．重要性和用途

4.1 钙镁离子是水的硬度的主要组成部分，也是油管和集输管道结垢的主要原因。

5．试剂纯度

5.1 所有的实验都应用试剂纯级的化学药剂。除非特别说明，否则所有的试剂都必须符合美国化学协会分析试剂委员会3的要求。倘若预先确认试剂纯度足够高，应用的试剂不会降低测定的精度的条件下，可以使用其它纯度的试剂。

5.2 水的纯度－除非特别说明，水的参考物应理解为单纯试剂水，符合D1193规范的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型水。Ⅰ型水较常用，推荐使用Ⅰ型水。Ⅱ型水为作round-robin测定时指定用水。注1－使用者必须确认这种试剂水是不含任何干扰物质的。试剂水应经本方法分析过。

6．取样

6.1 按照D3370规程收集样品。

6.2 如果测定总的钙镁浓度，收样时立即用HNO3（sp gr 1.42）调节pH值到2或更低。一般浓度要求为大约2mL/L。样品保存时间按照D4841 规范执行。

6.3 如果测定溶解钙镁浓度，用0.45μm的微孔滤膜过滤水样，并立即用HNO3（sp gr 1.42）调节水溶液pH值到2或更低。一般浓度要求为大约2mL/L。

6.4实验室中会遇到很多钙污染源。最常见的有塑料器皿、纸巾以及灰尘。使用前用试样润洗塑料器皿，避免实验仪器与纸巾接触，将样保存在暴露尽可能小的空间以尽量减降低污染的可能性。

测定方法A－络合滴定法

7．适用范围

7.1 本方法适用于钙加镁折合为钙的含量在1～1000mg/l范围内的大部分水，但不适于颜色较深的水、盐水或金属含量过高的水的测定。测定范围的上下限可通过稀释或微量仪器来扩展。

7.2 用来测定精度和偏差的算法的数据是没有的，这就要求分析人确定这种分析方法在采用这种算法时的可接受范围。

8．实验方法概要

8.1 为了确定钙镁含量，调节溶液pH值到10（如果只测钙离子就从12调至13）后，加入EDTA（乙二胺四乙酸或其盐）到含钙镁离子的样品中。EDTA先络合钙再络合镁。滴定终点通过合适的指示剂来观察。pH值12到13时，镁沉淀。镁含量是通过区别pH值在10时的滴定用量和pH值在12到13时的滴定用量的差值来区分的。

9．干扰的处理

9.1 EDTA可与铁、镁、桐、锌、铅、钴、镍、钡、缌、锰以及其它一些金属反应。重金属的干扰是通过加入羟胺、氰化物，他们能降低或/和络合那些金属。加入羟胺、氰化物后可以处理金属浓度为5mg/L的铁、10mg/L锰、10mg/L铜、10mg/L锌和10mg/L铅。

9.2 滴定钙镁总量时，锰的高于Mn+2高氧化状态可与指示剂迅速反应形成无色氧化物。盐酸胲试剂用于转化锰成二价状态，二价锰的干扰可通过加入氰亚铁酸钾晶粒来消除。

9.2.1 正磷酸盐和硫酸盐在分别在浓度过高至500和10000mg/l时产生干扰。

9.2.2 铝浓度高于10mg/l时，达到滴定终点时会出现蓝色，短时间后变为红色。这种变色不能与常规滴定样品时滴定完成后几分钟的颜色渐变混淆。

9.3 滴定钙时，紫酸氨与缌反应，但不与镁和钡反应。但是，缌的滴定终点出现较慢，该滴定不是严格化学计量的。钡的滴定与钙不一样，但以某种未知方式影响指示剂显色，导致出现滴定无终点，或至多很不明显的终点。除钡可以通过先加入硫酸盐沉淀实现，但必须注意不让钙沉淀。磷酸盐可以在实验pH值下沉淀钙。

9.4 应该考虑水处理过程中常用的多磷酸盐、有机磷酸盐和EDTA/NTA化合物可能造成的干扰。

10．仪器设备

10.1 滴定装置－有些分析人喜欢用传统照明和手动搅拌装置，一些报导显示用可视滴定装置较好，该装置由马达驱动搅拌器，25mL滴定管，白瓷滴定管支架台和带罩白炽灯。装样烧杯放在旁边的瓷台上，在白色的衬底下，穿过样杯斜下方可观察反应。照明从样杯后面打过来。滴定管的容量、照明的类型、背景颜色可根据平常测定的离子浓度及使用的指示剂类

型来选择。

11．试剂

11.1 缓冲溶液－氨水氯化铵溶液－称取67.6gNH4Cl溶与200mL水中，加入570mL NH4OH （sp gr 0.900）浓溶液。加入5.0gEDTA镁盐溶至1000mL。用塑料瓶密闭储存，防止氨挥发。当向中性样中滴入1mL缓冲溶液，在滴定终点时pH值不为10.0±0.1，废弃该溶液。为了达到最高精度，通过适当加入少量EDTA磷酸氢二钠或硫酸镁来调节镁浓度至精确平衡。

11.2钙试剂溶液：

11.2.1 紫酸铵－取1.0g紫酸铵与200g蔗糖混合。置于带有0.2g容量的药匙的瓶中。

11.3 钙溶液，标准（1.0mL＝0.400mg 钙）－取1.000g经180℃下烘1小时碳酸钙，溶于大约600mL水中，小心的用尽量少的稀盐酸溶解。在有刻度的烧杯中稀释至1000mL。

11.4铬黑T溶液（4.0g/L）－溶解4g铬黑T于100mL水中。该溶液有一周的保存期限。此外，0.5g染料和100gNaCl干粉混合物可能会用到。将此剂存于深色带0.2g容量药匙的瓶中。保存期至少1年。

11.5 EDTA溶液，标准（0.01M，1mL＝0.401mg钙或0.243mg 镁）－取3.72g在干燥器中经硫酸干燥一宿的EDTA钠盐二水合物，溶解于水中并稀释至1000mL，盛在带刻度的烧瓶中。试剂可稳定存放数周。通过滴定25.00mL的程序中样品分析的碳酸钙标准溶液来核对试剂的滴定浓度。

11.6 盐酸胲溶液（30g/L）－溶解30g盐酸胲于水中并稀释至1000 mL。

11.7氰亚铁酸钾－K4Fe(CN)6 3H2O。

11.8 氰化钠溶液（25g/L）－溶解25g氰化钠于水中并稀释至1000 mL。

注2 －注意：氰化钠剧毒。勿将氰化钠加入任何酸溶液或含酸的溶液。在通风厨中取用此试剂。

11.9 氢氧化钠溶液（80 g/L）－溶解80g氢氧化钠于800mL水中。冷却并稀释至1000 mL。

12．操作步骤

12.1 钙加镁的测定

12.1.1取100.0 mL混合好的酸样，置于一个125 mL的烧杯或烧瓶中。

注3－如果只需测定钙镁总量，省略12.1.1，继续执行12.1.5。

12.1.2 往每个样中加入5mL盐酸（sp gr 1.19）。

12.1.3 在蒸汽浴或电炉上加热到体积减少至15～20mL，但保证不能煮沸。

注4－对于溶解质或悬浮物含量高的样品，体积减少量由分析者判断。

12.1.4 冷却并用合适的过滤器（如细孔纤维、酸洗、无灰纸等）过滤样，置于容量为100mL 烧瓶中。冲洗滤纸2到3遍，冲洗液加入烧瓶。

12.1.5 吸取滤液（最多取50mL）于150mL烧杯中调节体积至约50mL。滴加氨水（NH4OH,sp gr 0.900）调pH值到7到10。

注5－对于盐水分析，通常已知比重时可以确定一个合适的整除体积，如：

1.000到1.025，用25mL

1.025到1.050，用10mL

1.050到1.090，用5mL

1.090到1.120，用1mL

1.120到1.180，用0.1mL

12.1.6 滴定装置中嵌入烧杯，开启搅拌器。