CN1176368C - 水质中碳酸氢根比色测定管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水质中碳酸氢根的测定器具，特别是涉及一种水质中碳酸氢根比色快速测定管，该管含有等截面真空玻璃管及碳酸氢根测定液，含有1%的三苯甲烷酸性染料，1.5%磷酸盐，水，三者体积之比为(3～5)∶(1～2)∶(4～6)，测定管中测定液的高度H₁和等截面的留空高度H₂，两者之比为H₁∶H₂等于1∶(4～6)，三苯甲烷酸性染料及磷酸盐的浓度提高或降低其用量按比例缩小或扩大。该测定管快速，简捷，检测结果准确可靠，成本低，大大降低劳动强度，具有较好经济社会效益。

Description

水质中碳酸氢根比色测定管

(一)技术领域：本发明涉及一种水质中碳酸氢根测定器具，特别是涉及一种水质中碳酸氢根比色测定管。

(二)背景技术：就环境保护来说，对于评定某一地区水质的好坏，有着重要的意义，因它关系到生活在某一地区人们的身体健康及生存和发展，碳酸氢根，碳酸根和氢氧化物的总和可用于评定水中的碱度。水质中碱度指标用于评定水体的缓冲能力及金属在水中的溶解性及其毒性，可以表明地表水(江、河、湖、泊、海水等)和地下水是否遭到污染，污水处理是否达标，是否达到排放标准，碳酸氢根是水质中碱度的控制判断指标之一，为工农业生产用水提供重要科学依据。

当前对水质中测定碳酸氢根的传统方法是滴定法。该方法操作繁锁，复杂，成本高，时间长，对专业技术水平要求高，造成用滴定法检测水质中的碳酸氢根无法普及推广，无法深入现场检测。

采用滴定法检测水质碱度得到的直接数据是消耗的标准酸溶液的体积量(V_H ⁺)，由于所使用的指示剂的不同，终点(PH)值不同，所消耗的标准酸的V_H ⁺也不同，此时V_H ⁺所对应计算出的是水中碱性物质的总和，不同的指示剂得到不同的V_H ⁺值，从而计算不同的碱度，只能估算水中碳酸氢根和碳酸根各自的含量，只有当水样中的化学组成为已知时，才能解释为具体的物质。

例如取100毫升水样于锥形瓶中，加入4滴酚酞指示液，摇匀，当溶液呈红色时，用盐酸标准溶液滴定到刚一褪色，记录所用去盐酸标准溶液的量V_H ⁺＝P，当溶液无色时，再加入3滴甲基橙指示液，摇匀，用盐酸标准溶液滴定至溶液由桔黄色变为桔红色为止，记录用去盐酸标准溶液V_H ⁺＝M，则盐酸标准溶液的总消耗量为T＝P+M，此时分成五种情况讨论：

①当M＝0时，则P＝T。

代表水质中不含碳酸根和碳酸氢根，即为碳酸氢根＝0，碳酸根＝0，则P代表全部的氢氧化物。

②当 $P>\frac{1}{2}T$ 时，说明M＞0，此时水中含有碳酸根和氢氧化物。

碳酸根＝2M＝2(T-P)；

氢氧化物＝2P-T。

③当 $P=\frac{1}{2}T,$ 即P＝M时，此时水中只有碳酸根，碳酸根＝2P＝2M＝T，

④当 $P<\frac{1}{2}T$ 时，水质同时含有碳酸根和碳酸氢根，碳酸根＝2P，碳酸氢根＝T-2P，

⑤P＝0时，水中只有碳酸氢根

碳酸氢根＝T＝M，

采用滴定法时需要试剂较多，(1)酚酞指示剂，(2)甲基橙指示剂，(3)碳酸钠标准溶液，(4)盐酸标准溶液，(5)无二氧化碳纯水，在上述步骤实施前须先标定盐酸溶液，且不同碱度含量的水须配制和标定不同浓度的盐酸溶液。另外，对于废水，污水，由于组成成份复杂，不是只单纯含碳酸根，碳酸氢根和氢氧化物，其中其它碱性物质，水解盐等物质同样与酸起作用。因而无法采用滴定法检测。

采用滴定法测定碳酸氢根还有另一缺点是，干扰因素多，凡是偏碱性物质对检测结果都有影响，能使指示剂褪色的氧化还原性物质也干扰测定。且每次检测都得重新配制标定标准溶液。

(三)发明内容：本发明的目的是：应用朗伯一比尔定律，采用比色检测，制出水质中碳酸氢根比色测定管。

本发明的技术方案是：一种水质中碳酸氢根比色测定管，包括等截面真空玻璃管，碳酸氢根测定液，碳酸氢根测定液含有1％的三苯甲烷酸性染料，1.5％磷酸盐，水，三者体积比为3～5∶1～2∶4～6，测定管中测定液的高度H₁，测定管中等截面的留空高度H₂，H₁∶H₂＝1∶4～6，若三苯甲烷酸性染料和磷酸盐浓度提高或降低其体积可相应缩小或扩大。

等截面真空玻璃管一端带有密封毛细管，磷酸盐可为磷酸锌，或为磷酸氢二钠，或为磷酸二氢钾，水可为蒸镏水，或为去离子水，或为分子滤膜过滤水。

本发明有益的积极效果：

(1)比色分析测定首先要制出标准色阶，颜色长期固定，无需每次分析时再配制和标定标准溶液，节约时间，大大减轻劳动强度。

(2)把检测技术产品化，规格化，将检测液事先配好，封存在真空玻璃管内，可长时间保存，大大简化检测步骤，大大缩短检测时间。

(3)检测液与待测物碳酸氢根的显色反应是特征反应，在真空玻璃管中进行，无干扰，检测结果准确可靠。

(4)在待测水样中折断测定管毛细管，水样自动注入测定管并与管中检测液反应，待颜色稳定后，直接与标准色阶对照，与标准色阶颜色最接近的色标所代表的碳氢酸根含量，即为测定水样中所含碳酸氢根值，测定简捷快速。

(5)碳酸氢根比色测定管的测定精度符合水质分析误差要求。滴定法和本发明比色快速测定法数据比较：

(四)附图说明：

图1  为水质中碳酸氢根测定管结构示意图。

(五)具体实施例：

要实施水质中碳酸氢根比色快速测定管，首先要制出一系列碳酸氢根不同含量或称不同浓度标准色标管，形成一系列的标准色阶显色体系，并将颜色固定，使其不褪色，色标管通过分光分度计调整和标定使其显色准确。

实施例一，参见图1，图中，1为等截面测定管，2为毛细管段，3为测定液，其高度为H₁，4为等截面管段留空段，其高度为H₂。在本实施例中，1％三苯甲烷酸性染料取30毫升，1.5％磷酸锌10毫升，蒸镏水40毫升，配制成80毫升测定液，测定管几何尺寸为：等截面外径7.5mm，总高度为10cm，毛细管高度为2.0cm，测定液和留空高度H₁∶H₂为1∶4，测定高度H₁为1.6cm，留空高度为6.4cm。

实施例二，本实施例的测定管结构同实施例一相同编号代表的意义相同，不重述，有一点不同的是：1％三苯甲烷酸性染料取40毫升，1.5％磷酸锌取15毫升，去离子水取50毫升，配成105毫升测定液，测定管的几何尺寸同实施例一，测定液和留空高度，H₁∶H₂＝1∶5，此H₁为1.33cm，H₂为6.67cm。

实施例三：本实施例的测定管同实施例一，编号代表意义相同，不重述。测定管几何尺寸同实施例一。在本实施例中取1％三苯甲烷酸性染料50毫升，磷酸锌20毫升，蒸馏水60毫升，配成130毫升测定液，测定管几何尺寸同实施例一，H₁∶H₂为1∶6，则H₁为1.14cm，H₂为6.86cm。

Claims (2)

1.一种水质中碳酸氢根比色测定管，包括等截面真空玻璃管，碳酸氢根测定液，等截面真空玻璃管一端带有一段密封毛细管，其特征是：碳酸氢根测定液含有1％三苯甲烷酸性染料，1.5％磷酸盐，水，三者体积之比为3～5∶1～2∶4～6，测定管中测定液高度H₁，测定管中等截面的留空高度H₂，H₁∶H₂＝1∶4～6，若三苯甲烷酸性染料和磷酸盐浓度提高或降低其体积可相应缩小或扩大。

2.根据权利要求1所述的水质中碳酸氢根比色测定管，其特征是：磷酸盐为磷酸锌，或为磷酸氢二钠，或为磷酸氢二钾，水为蒸镏水，或为去离子水，或为分子滤膜过滤水。