水中硫酸盐含量的测定

水中硫酸盐含量的测定(称量分析法)

1 基本原理

在盐酸溶液中,硫酸盐与加入的氯化钡反应形成硫酸钡沉淀。沉淀反应在接近沸腾的温度下进行,并陈化一段时间之后过滤,用水洗至无氯离子,烘干或灼烧沉淀,称硫酸钡的质量。

干扰:样品中若有悬浮物、二氧化硅、硝酸盐和亚硝酸盐可使结果偏高。碱金属硫酸盐,特别是碱金属硫酸氢盐常使结果偏低。在酸性介质中进行沉淀可以防止碳酸钡和磷酸被沉淀,但是酸度高会使硫酸钡沉淀的溶解度增大。

本实验参照采用国家标准GB/T11899-1989的方法。本方法适用于地面水、地下水、含盐水、生活污水及工业废水中硫酸盐的测定,可以测定硫酸盐含量为10mg/L(以SO42-计)以上的水样,测定上限为5000mg/L(以SO4计)。

2-

2 试剂

(1) 盐酸溶液(1+1) (2) 氯化钡溶液(100mg/L)

将100g二水氯化钡溶于约800ml水中,加热溶解,冷却后稀释至1L,贮存于玻璃或聚乙烯瓶中。此溶液能长期保持稳定。此溶液1ml可沉淀约40mg SO42-。 (3) 氨水(1+1)

氨水会导致烧伤,并刺激眼睛、呼吸系统和皮肤,应注意安全。 (4) 甲基红指示剂溶液(1g/L)

将0.1g甲基红钠盐溶解在水中,并稀释至100ml。 (5) 硝酸银溶液(约0.1mol/L)

将1.7g硝酸银溶解于80ml水中,加0.1ml浓硝酸,稀释至100ml,贮存于棕色玻璃瓶中,避光保存长期稳定。 (6) 无水碳酸钠

3 仪器

① 蒸气浴

② 烘箱,带恒温控制器

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③ 马弗炉,带有加热指示器 ④ 干燥器

⑤ 分析天平,准确至0.1mg ⑥ 慢速定量滤纸、中速定量滤纸 ⑦ 滤膜,孔径为0.45μm ⑧ 烧结玻璃坩埚,G4,约30ml ⑨ 瓷坩埚,约30ml ⑩ 洗瓶,500ml ⑪ 烧杯,500ml

滴瓶,125ml 玻璃漏斗

移液管:25ml、50ml、100ml 洗耳球

4 测定步骤

(1) 水样预处理

将量取的适量可滤态试样(例如含50mgSO4)置于500ml烧杯中,加两滴甲基红指示剂,用适量的盐酸(1+1)或氨水(1+1)调节至显橙黄色,再加2ml盐酸(1+1),加水至烧杯中溶液的总体积至200ml,加热煮沸至少5min。 (2) 沉淀

将预处理所得的溶液加热至沸,在不断搅拌下缓慢加入(10±5)ml热的100g/L氯化钡溶液,直至不再出现沉淀,然后多加2ml,在80~90℃下保持不少于2h,或在室温下至少放置6h,最好过夜以陈化沉淀。 (3) 过滤、沉淀灼烧或烘干

灼烧沉淀法。用少量无灰过滤纸纸浆与硫酸钡沉淀混合,用定量致密滤纸过滤,

2-

用热水转移并洗涤沉淀,用几份少量温水反复洗涤沉淀物,直至洗涤液不含氯化物为止。滤纸和沉淀一起,置于事先在800℃灼烧至恒重的瓷坩埚里烘干,小心灰化滤纸后(不要让滤纸烧出火焰),将坩埚移入高温炉里,在800℃灼烧1h,放在干燥器中冷却至室温,称量,直至灼烧至恒重。

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② 烘干沉淀法。用在105℃干燥并已恒重后的烧结玻璃坩埚(G4)过滤沉淀,用

带橡皮头的玻璃棒及温水将沉淀定量转移到坩埚中去,用几份少量的温水反复洗涤沉淀,直至洗涤液不含氯化物。取下坩埚,并在烘箱内于(105±2)℃干燥1~2h,放在干燥器内冷却,称量,直至干燥至恒重。 ③

洗涤过程中氯化物的检验。在含约5ml0.1mol/L硝酸银溶液的小烧杯中收集约

5ml的洗涤水,如果没有沉淀生成或者不显浑浊,则表明沉淀中已不含氯离子。

5 实验记录和结果计算

(1) 实验记录(见表5—1 实验记录表)

表5—1 实验记录表

(2) 结果计算

硫酸根(SO42-) 的含量(ρ)按下式计算(mg/L)

ρ=m×0.4116×106/V

式中 m——从试样中沉淀出来的硫酸钡质量,g; V——试样的体积,ml;

0.4116——BaSO4质量换算为SO4的系数;

106——单位换算系数。

2-

6 注意事项

①恒重是指两次灼烧或烘干后,称得的质量差在0.2~0.3mg之间,坩埚和沉淀进行恒重操作时,应注意放置相同的冷却时间、相同的称量时间,即要保持各操作的一致性。 ②使用过的熔结玻璃坩埚的清洗可用每升含5g乙二胺四乙酸(EDTA)和25ml乙醇胺

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的水溶液将坩埚浸泡一夜,然后将坩埚在抽吸情况下用水充分洗涤。

③当采用灼烧法时,硫酸钡沉淀的灰化应保证空气供应充足,否则沉淀易被滤纸烧成的炭还原。

BaSO4+4C→BaS+4C

灼烧后的沉淀将会呈灰色或黑色。这时可在冷却后的沉淀中加入2~3滴浓硫酸,然后小心加热至SO3白烟不再发生为止,再在800℃灼烧至恒重。

④用少量无灰过滤纸纸浆与硫酸钡混合,能改善过滤并防止沉淀产生蠕升现象,纸浆与过滤硫酸钡的滤纸可一起灰化。

⑤将硫酸钡沉淀陈化好,并定量转移是至关重要的,否则结果会偏低。

⑥过滤前不要将沉淀搅起,先将上层清液滤出;倾倒滤液应在滤纸边缘以下5mm,以免滤液因毛细作用溢出滤纸;洗涤沉淀时应遵循少量多次的原则。

7 鉴定考核要点

①器皿的正确洗涤; ②天平的正确使用; ③烘箱的正确使用; ④干燥器的正确使用;

⑤沉淀的过滤、洗涤、灼烧、烘干操作; ⑥玻璃坩埚的使用;

⑦实验结果正确记录与计算; ⑧实验结果的精密度和准确度。

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水中硫酸盐含量的测定(称量分析法)

1 基本原理

在盐酸溶液中,硫酸盐与加入的氯化钡反应形成硫酸钡沉淀。沉淀反应在接近沸腾的温度下进行,并陈化一段时间之后过滤,用水洗至无氯离子,烘干或灼烧沉淀,称硫酸钡的质量。

干扰:样品中若有悬浮物、二氧化硅、硝酸盐和亚硝酸盐可使结果偏高。碱金属硫酸盐,特别是碱金属硫酸氢盐常使结果偏低。在酸性介质中进行沉淀可以防止碳酸钡和磷酸被沉淀,但是酸度高会使硫酸钡沉淀的溶解度增大。

本实验参照采用国家标准GB/T11899-1989的方法。本方法适用于地面水、地下水、含盐水、生活污水及工业废水中硫酸盐的测定,可以测定硫酸盐含量为10mg/L(以SO42-计)以上的水样,测定上限为5000mg/L(以SO4计)。

2-

2 试剂

(1) 盐酸溶液(1+1) (2) 氯化钡溶液(100mg/L)

将100g二水氯化钡溶于约800ml水中,加热溶解,冷却后稀释至1L,贮存于玻璃或聚乙烯瓶中。此溶液能长期保持稳定。此溶液1ml可沉淀约40mg SO42-。 (3) 氨水(1+1)

氨水会导致烧伤,并刺激眼睛、呼吸系统和皮肤,应注意安全。 (4) 甲基红指示剂溶液(1g/L)

将0.1g甲基红钠盐溶解在水中,并稀释至100ml。 (5) 硝酸银溶液(约0.1mol/L)

将1.7g硝酸银溶解于80ml水中,加0.1ml浓硝酸,稀释至100ml,贮存于棕色玻璃瓶中,避光保存长期稳定。 (6) 无水碳酸钠

3 仪器

① 蒸气浴

② 烘箱,带恒温控制器

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③ 马弗炉,带有加热指示器 ④ 干燥器

⑤ 分析天平,准确至0.1mg ⑥ 慢速定量滤纸、中速定量滤纸 ⑦ 滤膜,孔径为0.45μm ⑧ 烧结玻璃坩埚,G4,约30ml ⑨ 瓷坩埚,约30ml ⑩ 洗瓶,500ml ⑪ 烧杯,500ml

滴瓶,125ml 玻璃漏斗

移液管:25ml、50ml、100ml 洗耳球

4 测定步骤

(1) 水样预处理

将量取的适量可滤态试样(例如含50mgSO4)置于500ml烧杯中,加两滴甲基红指示剂,用适量的盐酸(1+1)或氨水(1+1)调节至显橙黄色,再加2ml盐酸(1+1),加水至烧杯中溶液的总体积至200ml,加热煮沸至少5min。 (2) 沉淀

将预处理所得的溶液加热至沸,在不断搅拌下缓慢加入(10±5)ml热的100g/L氯化钡溶液,直至不再出现沉淀,然后多加2ml,在80~90℃下保持不少于2h,或在室温下至少放置6h,最好过夜以陈化沉淀。 (3) 过滤、沉淀灼烧或烘干

灼烧沉淀法。用少量无灰过滤纸纸浆与硫酸钡沉淀混合,用定量致密滤纸过滤,

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用热水转移并洗涤沉淀,用几份少量温水反复洗涤沉淀物,直至洗涤液不含氯化物为止。滤纸和沉淀一起,置于事先在800℃灼烧至恒重的瓷坩埚里烘干,小心灰化滤纸后(不要让滤纸烧出火焰),将坩埚移入高温炉里,在800℃灼烧1h,放在干燥器中冷却至室温,称量,直至灼烧至恒重。

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② 烘干沉淀法。用在105℃干燥并已恒重后的烧结玻璃坩埚(G4)过滤沉淀,用

带橡皮头的玻璃棒及温水将沉淀定量转移到坩埚中去,用几份少量的温水反复洗涤沉淀,直至洗涤液不含氯化物。取下坩埚,并在烘箱内于(105±2)℃干燥1~2h,放在干燥器内冷却,称量,直至干燥至恒重。 ③

洗涤过程中氯化物的检验。在含约5ml0.1mol/L硝酸银溶液的小烧杯中收集约

5ml的洗涤水,如果没有沉淀生成或者不显浑浊,则表明沉淀中已不含氯离子。

5 实验记录和结果计算

(1) 实验记录(见表5—1 实验记录表)

表5—1 实验记录表

(2) 结果计算

硫酸根(SO42-) 的含量(ρ)按下式计算(mg/L)

ρ=m×0.4116×106/V

式中 m——从试样中沉淀出来的硫酸钡质量,g; V——试样的体积,ml;

0.4116——BaSO4质量换算为SO4的系数;

106——单位换算系数。

2-

6 注意事项

①恒重是指两次灼烧或烘干后,称得的质量差在0.2~0.3mg之间,坩埚和沉淀进行恒重操作时,应注意放置相同的冷却时间、相同的称量时间,即要保持各操作的一致性。 ②使用过的熔结玻璃坩埚的清洗可用每升含5g乙二胺四乙酸(EDTA)和25ml乙醇胺

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的水溶液将坩埚浸泡一夜,然后将坩埚在抽吸情况下用水充分洗涤。

③当采用灼烧法时,硫酸钡沉淀的灰化应保证空气供应充足,否则沉淀易被滤纸烧成的炭还原。

BaSO4+4C→BaS+4C

灼烧后的沉淀将会呈灰色或黑色。这时可在冷却后的沉淀中加入2~3滴浓硫酸,然后小心加热至SO3白烟不再发生为止,再在800℃灼烧至恒重。

④用少量无灰过滤纸纸浆与硫酸钡混合,能改善过滤并防止沉淀产生蠕升现象,纸浆与过滤硫酸钡的滤纸可一起灰化。

⑤将硫酸钡沉淀陈化好,并定量转移是至关重要的,否则结果会偏低。

⑥过滤前不要将沉淀搅起,先将上层清液滤出;倾倒滤液应在滤纸边缘以下5mm,以免滤液因毛细作用溢出滤纸;洗涤沉淀时应遵循少量多次的原则。

7 鉴定考核要点

①器皿的正确洗涤; ②天平的正确使用; ③烘箱的正确使用; ④干燥器的正确使用;

⑤沉淀的过滤、洗涤、灼烧、烘干操作; ⑥玻璃坩埚的使用;

⑦实验结果正确记录与计算; ⑧实验结果的精密度和准确度。

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