循环水总硬度测定结果偏低原因探究的实验报告

1、实验目的

测定循环水的总硬度及钙硬度的过程中存在总硬度的结果比钙硬度结果要低，同时与纳尔科公司数据对比，分析结果有较大的出入（偏低），因此需要找到目前本班组对于循环水测定过程中总硬度的结果比钙硬度结果要低的原因。

2、实验依据

1）GBT 6910-2006 锅炉用水和冷却水分析方法钙的测定络合滴定法

2）GBT 6909-2018 锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定

3）纳尔科的试验方法

三、仪器设备及试剂

(1)L-半光胺盐酸盐：10g/L

(2)三乙醇胺：1+4

(3)铬黑T指示剂：5g/L

(4)氨-氯化铵缓冲溶液：65g氯化铵，溶于570mL的浓氨水，加入1g的EDTA二钠镁盐，稀释至1L

(5)氢氧化钾溶液：20%

(6)三乙醇胺：1+2

(7)钙黄绿素-酚酞指示剂：0.2g钙黄绿素和0.07g酚酞置于玻璃研体中，加20g氯化钾研细均匀，置于磨口瓶中

(8)盐酸溶液：1+1

(9)钙标准：1000mg/L（以碳酸钙计）

(10)EDTA标准溶液：0.01mol/L

(11)纳尔科专有试剂

(12)25mL酸式滴定管

四、实验方案

通过查阅资料发现铬黑T指示剂在滴定过程中可能会存在被空气氧化的问题，导致指示剂出现变色，导致测定结果偏低，同时我们的总硬数据与纳尔科的实验数据存在较大的偏差，且我们在测定样品时出现钙硬度结果大于总硬度的情况，因此实验方案如下：

实验方案一：

将1000mg/L钙标准（以碳酸钙计）分别采用GBT 6910-2006（锅炉用水和冷却水分析方法钙的测定络合滴定法）和GBT 6909-2018（锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定）两种方法进行滴定，比较两种方法的最终结果，判断是否是因为样品原因引起的偏差。（如果存在数据有较大偏离，排除样品原因造成的影响，则进行实验方案二）

实验方案二：

对总硬度测定的方法中采用的试剂的影响进行评估，看是否是加入的掩蔽剂或是指示剂被氧化造成的结果偏低。

1由于实验采用的是钙标准，因此不会存在其他金属离子对测定存在干扰，在实验中不加入L-半光胺盐酸盐与三乙醇胺的掩蔽剂进行滴定，看是否是该联合掩蔽剂对于钙镁离子存在相应的掩蔽效果；

2在标准滴定前往250mL的锥形瓶中加入2mL的100g/L的抗坏血酸来防止铬黑T在滴定过程中可能存在的被氧化的影响。

注：L-半光胺盐酸盐与三乙醇胺作为联合掩蔽剂用于掩蔽溶液中可能存在的铁、锰、铝、铜等金属离子。

实验方案三：

采用总硬度的滴定方法与纳尔科的总硬度的滴定方法进行对比，查找两方在测定方法中的差异，解决总硬度在测定过程中偏小的原因。

实验操作：

取10mL钙标准于250mL的锥形瓶中，加入纯水至100mL左右，作为滴定溶液，以GBT 6910-2006（锅炉用水和冷却水分析方法钙的测定络合滴定法）和GBT 6909-2018（锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定）两种方法为基础，实施上述的三种方案。

4实验结果统计

方案一数据：

总硬度与钙硬度实验数据对比表

钙标准：1000mg/L（以碳酸钙计） EDTA标准溶液：0.01026mol/L
方法	滴定体积/mL	结果计算/mg/L（以碳酸钙计）
总硬度	8.26	848.15
	8.30	852.26
钙硬度	9.02	926.19
	8.99	923.11

上述数据显示采用相同的钙标准进行滴定实验总硬度的结果小于钙硬度的结果.（需进行方案二实验）

方案二数据：

总硬度中掩蔽剂与指示剂对滴定影响的实验数据表
钙标准：1000mg/L（以碳酸钙计） EDTA标准溶液：0.01026mol/L
方法	滴定体积/mL	结果计算/mg/L（以碳酸钙计）
不加联合掩蔽剂	8.25	847.13
不加联合掩蔽剂	8.28	850.21
加抗坏血酸（防止指示剂氧化）	8.21	843.02
加抗坏血酸（防止指示剂氧化）	8.25	847.13

上述实验数据显示在滴定过程中联合掩蔽剂不影响钙镁离子的滴定，且指示剂在滴定过程中受到空气的氧化影响可以忽略。

方案三数据：

总硬度国标法与纳尔科实验方法对比实验数据表
钙标准：1000mg/L（以碳酸钙计） EDTA标准溶液：0.009906mol/L
方法	滴定体积/mL	结果计算/mg/L（以碳酸钙计）
总硬度国标法	8.20	812.94
纳尔科方法	10.40	1031.04
国标中指示剂及掩蔽剂+纳尔科缓冲溶液	10.30	1021.13
国标中指示剂及掩蔽剂+纳尔科缓冲溶液	10.25	1016.18

上述实验数据分析可知可能是缓冲溶液的不同导致了我们目前总硬度测定结果偏低的原因。

5实验结论

1上述三组实验数据显示联合掩蔽剂和指示剂氧化原因在测定过程中对滴定结果影响较小，可能是氨-氯化铵缓冲溶液造成了总硬度实验测定时指示剂的显色异常导致结果偏低；

2国标中还存在硼砂-氢氧化钠缓冲溶液可以替代氨-氯化铵缓冲溶作为总硬度实验中使用的缓冲溶液，后续需要对硼砂-氢氧化钠缓冲溶液的使用进行再次评估。