水質分析的一般知識

一、水質分析中溶液濃度的表示方法
A、標准溶液濃度的表示方法
法定計量單位:
物質的量:是量的名稱,它的符號是nB,用來表示物質B指定的的基本單元是多少的一個物理量。它的單位是摩爾(mol)。
物質的量濃度:物質B的物質的量濃度,也叫物質B的濃度,其符號爲cB,定義爲物質的量nB溶液的體積V,它的單位是mol/L。
B、普通試劑溶液的濃度:                        
質量體積百分濃度(m/v%)例如10%氫氧化鉀溶液是指10g固體氫氧化鉀溶于蒸餾水中,再用蒸餾水稀釋**100ml。
体积比浓度  液体试剂溶液的浓度常以体积比表示。例如1+2盐酸溶液,就是1体积市售浓盐酸溶于2体积蒸馏水中。
二、水質分析中標准溶液的配制和標定
(一)鹽酸標准溶液的配制和標定
取9ml市售含HCL爲37%、密度爲1.19g/ml的分析純鹽酸溶液,用水稀釋**1000ml,此溶液的濃度約爲0.1mol/L.
准确称取于270~300℃灼烧**恒重的基准无水碳酸钠0.15g(准确**0.2mg),置于250mL锥形瓶中,加水约50ml,使之全部溶解。加1~2滴0.1%甲基橙指示剂,用0.1mol/L 盐酸溶液滴定**由黄色变为橙色,剧烈振荡片刻,当橙色不变时,读取盐酸溶液消耗的体积,盐酸溶液的浓度为

式 中  m—— 碳酸钠的质量,g;
V—— 滴定消耗的盐酸体积,ml;
53.00—— 1/2Na2CO3的摩爾質量,g/mol。
(二)EDTA標准溶液的配制和標定
稱取分析純EDTA(乙二胺四乙酸二鈉)3.7g于250ml燒杯中,加水約150mL和兩小片氫氧化鈉,微熱溶解後,轉移**試劑瓶中,用水稀釋**1000mL,搖勻,此溶液的濃度約爲0.015mol/L.
(1)用碳酸鈣標定EDTA溶液的濃度,准確稱取于110℃幹燥**恒重的高純碳酸鈣0.6g(准確**0.2mg),置于250ml燒杯中,加水100mL,蓋上表面皿,沿杯嘴加入1+1鹽酸溶液10ml.加熱煮沸**不再冒小氣泡.冷**室溫,用水沖洗表面皿和燒杯內壁,定量轉移**250ml容量瓶中,用水稀釋**刻度,搖勻.
移取上述溶液25.00ml于400ml燒杯中,加水約150ml,在攪拌下加入10ml20%氫氧化鉀溶液.使其pH>12,加約10mg鈣黃綠素,酚酞混合指示劑,溶液呈現綠色熒光.立即用EDTA標准溶液滴定**綠色熒光消失並突變爲紫紅色時即爲終點.記下消耗的EDTA溶液的體積.
EDTA溶液的濃度用下式計算:

 
式 中  m——基准物质的质量,g;
    M——基准物質的摩爾質量,g/mol,選用碳酸鈣時爲100.08,選用金屬鋅(或氧化鋅時爲65.39(或81.39);
V——滴定消耗的EDTA溶液體積,ml.
用EDTA滴定法測定水硬度時,習慣使用c(1/2EDTA),這時
c(1/2EDTA) = 2c(EDTA)
(三)硝酸銀標准溶液的配制和標定
称取1.6g分析纯硝酸银,加水溶解,并稀释**1000ml,贮于棕色瓶中.上溶液的浓度约为0.01 mol/L.
准確稱取0.6g已于500~600℃灼燒**恒重的優級純氯化鈉(准確**0.2mg).加水溶解後,移**250ml容量瓶中並稀釋**刻度,搖勻.用移液管移取氯化鈉溶液10.00ml于250ml.錐形瓶中加水約100ml,5%鉻酸鉀溶液1ml,用硝酸銀溶液滴定**磚紅色出現時即爲終點.記下硝酸銀溶液的體積.
用100mL水作空白,記錄空白消耗硝酸銀溶液的體積.硝酸銀溶液的濃度爲

式 中  m——氯化钠的质量,g;
58.44——NaCL的摩爾質量,g/mol;
V——滴定氯化鈉溶液時消耗硝酸銀的體積,ml;
V0——滴定空白時消耗硝酸銀的體積,ml.
三、鍋爐水汽質量標准
水質不良,會在鍋爐受熱金屬表面上形成水垢,使鍋爐金屬發生腐蝕和惡化蒸汽品質,必然會涉及鍋爐安全、經濟、穩定運行。
(一)形成水垢
在鍋爐金屬熱面上一旦形成水垢時,對鍋爐的危害有以下四方面。
(1)導致鍋爐受熱面金屬的損壞,降低鍋爐使用壽命。
(2)降低熱效率,增加煤耗量或降低鍋爐出力。
(3)增加化學清洗次數,多消耗化學清洗藥劑等。
(4)由于鍋水中雜質能在沈積物下濃縮,導致金屬腐蝕。
(二)導致鍋爐金屬
鍋水中遊離氫氧化鈉過高或鍋水PH低,又含有較多中性鹽等情況下,會導致鍋爐金屬腐蝕。水中含有較多腐蝕産物,又會導致水冷壁管沈積物下的腐蝕。
(三)易使蒸汽品質惡化
由于鍋水中存在雜質,當鍋水不斷蒸發、濃縮時,鍋水含鹽量濃度逐漸增加,鍋水的表面張力亦隨之增大,在鍋水沸騰表面産生大量泡沫層。
a、低壓鍋爐水質標准:
《低壓鍋爐水中質標准》是根據我國的國情,綜合考慮鍋爐種類和結構、鍋爐的蒸發量、工作壓力、蒸汽溫度、水處理工藝和鍋爐熱化學試驗等方面的情況,在總結了國內研究成果和運行經驗的基礎上,參照國內外現行的鍋爐水質標准制定的。
低壓鍋爐水質標准適用于額定蒸汽壓力≤2.5Mpa的固定式蒸汽鍋爐,也適用于額定熱功率≥0.1MW,額定出水壓力≥Mpa的固定式熱水鍋爐.本標准不適用于直流鍋爐.
蒸汽鍋爐(燃用固體燃料的水管鍋爐等)采用鍋外化學水處理時,水質標准應符合下表的規定.
蒸汽鍋爐采用鍋外化學水處理時的水質標准

项  目

给  水

锅  水

額定蒸汽壓力,MPa

≤1.0

>1.0
≤1.6

>1.6
≤2.5

 
≤1.0

>1.0
≤1.6

>1.6
≤2.5

懸浮物,mg/L

≤5

≤5

≤5

 

 

 

總硬度,mmol/L

≤0.03

≤0.03

≤0.03

 

 

 

總堿度mmol/L

 

 

 

 

6~26

6~24

6~16

 

 

 

 

≤14

≤12

 

PH(25℃)

≥7

≥7

≥7

10~12

10~12

10~12

含油量,mg/L

≤2

≤2

≤2

 

 

 

溶解氧,mg/L

≤0.1

≤0.1

≤0.05

 

 

 

溶解固形物mg/L

無過熱器

 

 

 

<4000

<3500

<3000

有過熱器

 

 
 

 

<3000

<2500

 


 

 

 

 

 

10~30

10~30

 

 

 

 

10~30

10~30


 

 

 

 

<0.2

<0.2

<0.2

鍋爐額定蒸發量大于6t/h,均要除氧;額定蒸發量不大于6t/h的鍋爐應盡量除氧和注意防腐.對于供汽輪機用汽的鍋爐給水含氧量均應不大于0.05mg/L.若采用化學除氧,則監測鍋水的亞硫酸根含量.
b、熱水鍋爐水質標准應符合下表規定:
熱水鍋爐水質標准

项  目

鍋內加藥處理

鍋外化學處理

给  水

锅  水

给  水

锅  水

懸浮物,mg/L

≤20

 

≤5

 

總硬度,mmol/L

≤4

 

≤0.6

 

PH(25℃)

≥7

10~12

≥7

8.5~10

溶解氧,mg/L

 

 

≤0.1

≤0.1

含油量,mg/L

≤2

 

≤2

≤2

通過補加藥劑,使鍋水PH值控制在10~12.
(二)低壓鍋爐水質標准的說明
低壓鍋爐水質標准僅指給水水質標准和鍋水的水質標准.爲了更好理解水質標准,對其中某些水質指標的標准作簡要說明.
低壓鍋爐給水的水質標准說明
①悬浮物   水中悬浮物会影响水处理工艺的正常进行,因此对悬浮物作出水质标准规定,其依据是:
对于锅外化学水处理   因悬浮物进入离子交换器,会覆盖在树脂颗粒的表面,降低树脂交换容量,并影响出水质量.所以,悬浮物含量一定要控制.经验证明,只要将原水经澄清、混凝、过滤后,一般悬浮物含量可降低到5mg/L以下。所以,要求悬浮物含量≤5mg/L。
②总硬度  采用锅外化学水处理时,实践证明,在采用锅炉定期清洗条件下,能保证热强度**大的受热面上每年所积水垢厚度不超过0.5mm,因此规定给水总硬度≤0.03mmol/L.
③PH值   酸性水会使金属发生腐蚀。给水PH低会引起给水系统腐蚀,使给水含有大量腐蚀产物带入锅炉。
④溶解氧   给水中溶解氧,会引起锅炉金属的腐蚀。必须水中的含氧量低于规定值。锅炉压力越高,所允许的规定值越低。
鍋爐出口蒸汽壓力爲1.6~2.5Mpa時,給水中溶解氧含量≤0.05mg/L.對于鍋爐出口蒸汽壓力小于或等于1.6Mpa時,其給水中氧含量≤0.1mg/L.
對于蒸發量≥6t/h的鍋爐給水,必須除氧;而蒸發量不大于6t/h的鍋爐,盡可能除氧.若發現鍋爐有腐蝕時,則給水必須采用除氧措施.
四、滴定管
1、种 类
滴定管是准確測量放出液體體積的儀器,按其容積不同爲常量、半微量及微量滴定管;按構造上的不同,又可分爲普通滴定管和自動滴定管等。
常量滴定管中**常用的是容積爲50ml的滴定管,這種滴定管上刻有50個等分的刻度。
2、准 备
(1)洗 涤   无明显油污不太脏的滴定管,可直接用自来水冲洗,或用肥皂水或洗衣粉水泡洗,但不可用去污粉刷洗,以免划伤内壁,影响体积的准确测量。若有油污不易洗净时,可用铬酸洗液洗涤。
(2)涂 油   酸式滴定管活塞与塞套应密合不漏水,并且转动要灵活。为此,应在活塞上涂一薄层凡士林(或真空油脂)。
(3)试 漏   酸式滴定管,关闭活塞,装入蒸馏水**一定刻线,直立滴定管约2min。仔细观察刻线上的液面是否下降,滴定管下端有无水滴滴下,及活塞缝中有无水渗出。然后将活塞转动180°后等待2min再观察,如有漏水现象应重新擦干涂油。
(4)装溶液和赶气泡   准备好滴定管即可装标准溶液。
3、滴 定
滴定**好在錐形瓶中進行,必要時也可在燒杯中進行。滴定操作是左手進行滴定,右手搖瓶。
4、读 数
由于水溶液的附著力和內聚力的作用,滴定管液面呈彎月形。無色水溶液的彎月面比較清晰,有色溶液的彎月清晰程度較差。因此,兩種情況的讀數方法稍有不同。爲了正確讀數,應遵守下列規則:
①注入溶液或放出溶液後,需等待30s~1min後才能讀數(使附著在內壁上的溶液流下)。
②滴定管應垂直地夾在滴定台上讀數或用兩手指拿住滴定管的上端使其垂直後讀數。
③對于無色溶液或淺色溶液,應讀彎月面下緣實踐的**低點。
5、注意事項
①用畢滴定管後,倒去管內剩余溶液,用水洗淨,裝入蒸餾水**刻度以上,用大試管套在管口上。這樣,下次使用前可不必再用洗液清洗。

②酸式滴定管長期不用時,活塞部分應墊上紙。否則,時間一久,塞子不易打開。堿式滴定管不用時膠管應拔下,蘸些滑石粉保存。