实验方法

水中氯离子测定实验

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水中氯离子的测定实验可以用于:检测水质,当水中氯化物高时,会损害金属管道和构筑物,并防碍植物生长。

硝酸银滴定法

实验原理

硝酸银滴定法(又称莫尔法)是测定可溶性氯化物中氯含量常用的方法。此法是在中性或弱碱性溶液中,以铬酸钾(K2CrO4)为指示剂,用硝酸银标准溶液滴定氯化物时,由于氯化银沉淀的溶解度比铬酸银(Ag2CrO4)沉淀的溶解度小,溶液中首先析出白色氯化银沉淀,当氯化银定量沉淀后,过量一滴AgNO3 溶液即与CrO42-生成砖红色Ag2CrO4 沉淀,指示终点到达。主要反应如下:
 
Ag+ + Cl= AgCl (白色) Ksp = 1.8 x l0-10
2Ag+ + CrO42-= Ag2CrO4(砖红色) Ksp= 2.0 x 10-12

实验材料

水样

试剂/试剂盒

氯化钠基准试剂

实验步骤

一、仪器
 
1.  100 mL 量筒
 
2.  250 mL 三角瓶
 
3.  50 mL 酸式滴定管
 
二、药品
 
1.  氯化钠基准试剂
 
2.  硝酸银
 
3.  铬酸钾
 
4.  硫酸铝钾
 
5.  浓氨水
 
三、试剂
 
1.  氯化钠标准溶液(CNaCl=0.0141 mol/L):将基准试剂氯化钠置于坩埚中,在500~600℃加热40~50 min,冷却后用减量法称取8.2400 g 溶于蒸馏水中,用水定容至1 000 mL。吸取10.0 mL,用水定容至100 mL,此溶液每毫升含0.500 mg 氯化物(Cl-)。
 
2.  硝酸银标准溶液(CAgNO3≈0.014 mol/l L):称取2.395 g 硝酸银,溶于蒸馏水中,用水定容至1 000 mL,贮于棕色瓶中,用氯化钠标准溶液标定其浓度。硝酸银标准溶液的标定:吸取25.0  mL氯化钠标准溶液置于锥形瓶中,加水25 mL。
另取一锥形瓶,加50  mL 蒸馏水作为空白。各加入1 mL 铬酸钾指示液,在不断摇动下用硝酸银标准溶液滴定,至砖红色沉淀刚刚出现。
 
3.  铬酸钾指示液: 称取5 g 铬酸钾溶于少量水中,滴加上述硝酸银溶液至有红色沉淀生成,摇匀,静置12 h,然后过滤并用水将滤液稀释至100 mL。
 
4.  氢氧化铝悬浮液:溶解125g 硫酸铝钾(KAl(SO42·12H20)或十二水硫酸铝铵于1 000 mL 水中,加热至60℃,在不断搅拌下,徐徐加入55 mL 浓氨水,生成氢氧化铝沉淀,充分搅拌后静置约1 小时,弃去上部清夜,用水反复洗涤沉淀,最后至洗涤
液中不含Cl为止。澄清后,把上清液尽量全部倾出,只留稠悬浮物,最后加入100 mL水,使用前应振荡均匀。
 
四、实验步骤
 
1.  水样的预处理
 
(1)如水样带有颜色,则取150 mL 水样,置于250 mL 三角瓶内,加入2 mL 氢氧化铝悬浮液,振荡均匀后过滤,弃去最初20 mL。
 
(2) 如水样含有亚硫酸盐和硫化物,应加氢氧化钠溶液将水样调节至中性或弱碱性,再加入1 mL 30%的过氧化氢,搅拌均匀。
 
(3)如水样的耗氧量超过15 mg/L 时,可加入少许高锰酸钾晶体,煮沸后加入数滴乙醇,以除去多余的高锰酸钾,再进行过滤。
 
2.  样品的测定
 
(1)取50 mL 水样或经过处理的水样,置于锥形瓶中;另取一锥形瓶加入50 mL 水作空白。
 
(2)如水样的PH 值在6.5~10.5 范围时,可直接滴定,超出此范围的水样应以酚酞作指示剂,用0.05 mol/l 的硫酸溶液或0.2%氢氧化钠溶液调节至8.0 左右。
 
(3)加入1 mL 铬酸钾溶液,用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为终点。同时做空白滴定。
 
五、结果计算
 
氯化物(Cl-,mg/L)=(V2-V1)×M×35.45×1000/V
式中:
V1——蒸馏水消耗硝酸银标准溶液体积, mL;
V2 ——水样消耗硝酸银标准溶液体积, mL;
M——硝酸银标准溶液浓度,mol/l;
35.45——氯离子的摩尔质量,g/mol。
 
 
 

注意事项

1.  滴定必须在中性或弱碱性溶液中进行,最适宜pH 范围在6.5~10.5 之间。
 
2.  本法滴定不能在酸性溶液中进行。在酸性介质中CrO42-按下式进行,使浓度大大降低,影响等当点时Ag2CrO4 沉淀的生成。
2 CrO42-+2H+ → 2 HCrO4 →Cr2O72- +2H2O
 
3.  本法也不能在强碱性溶液中进行,因为Ag+将形成Ag2O 沉淀。
 
4.  指示剂的用量对滴定终点到达的迟早有影响,一般 K2CrO4 浓度以5 × 10-3 mol/L 为宜。

其他

氯化物(Cl)是水和废水中一种常见的无机阴离子,几乎所有的天然水中都有氯离子存在,它的含量范围变化很大。在河流、湖泊、沼泽地区,氯离子含量一般较低,而在海水、盐湖及某些地下水中,含量可高达数十克/升。若饮用水中氯离子含量达到250 mg/L,相应的阳离子为钠离子时,会感觉到咸味;水中氯化物高时,会损害金属管道和构筑物,并防碍植物生长。测定氯的方法较多,其中离子色谱法是目前国内外最为通用的方法,简便快速;硝酸银滴定法、硝酸汞滴定法使用仪器设备简单适合于清洁水的测定,但硝酸汞滴定法中使用的汞盐有剧毒,一般不采用;电位滴定法和电极流动法适合于测定带色或污染的水样,在污染源监测中使用较多。

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