水中溶解二氧化碳总量和容量的测量方法.docx

水中溶解二氧化碳溶解量和总量的测量方法1适用范围1.1本标准用于指导测定如二氧化碳（CO2）、碳酸、碳酸氢根离子、碳酸根离子在水中的总量和 溶量：测量范围 章节范围方法A（气体感应电极） 2 — 800毫克/升 8 — 15方法B（CO2发生库仑滴定） 5 — 800毫克/升 16—241.2本标准也可用于对样品微粒中的碳酸盐进行二氧化碳含量测定1.3方法A适用于各种天然水和盐水1.4方法B适用于天然水、盐水以及在16.4节中所描述的各种工业水1.5使用者有责任确保采用这些水体测试方法对未测试母体水样所得到的结果的有效性1.6几种标准测量方法1988年被废止，其历史信息见附录XI1.7该标准不支持所有安全考虑的表述，如果有的话，应该与它的使用联系起来本标准的使用 者有责任建立一套适当的安全和健康实施程序并可以在使用前预先做一些相应、局部的调整2参考文献2.1 ASTM 标准：D1066蒸汽取样的实施标准D1129与水相关的专用术语D1192密闭管蒸汽取样与水取样设备指南D1193试剂用水规格说明D1293水PH的测定方法D2777可行的测试标准D19对水的测量的精确度和偏差的判断实施标准D3370密闭管水取样的实施标准D5847采用标准方法进行水质分析，书面质量控制规格实施标准E200化学分析中试剂溶液的配制、贮存的标准化及实施标准3专用术语3.1注释 参照专用术语D1129，对这些测量方法中所用的术语进行定义4用途及重要性4.1二氧化碳是动植物呼吸最主要的产物，有机物质和部分矿物质分解也产生二氧化碳，大气中 二氧化碳的平均含量约为0.04体积％,除去在异常的有机物质和矿物质分解区的地方外，地表水二 氧化碳的含量通常都低于10毫克/升，但是地下水，尤其是深层地下水二氧化碳的含量有可能达到 几百毫克/升。

4.2当水中溶解有二氧化碳时，它会对水处理系统产生很强的腐蚀作用，尤其在蒸汽冷凝系统这 特别是一项麻烦，水处理系统中部分CO2的溢出，将破坏碳酸盐的溶解平衡，从而导致局部表面产 生方解石覆盖物热水器就是一个很好的例子写照，由于存在有微弱的侵蚀和覆盖平衡，水处理系 统中一定要重视控制好CO2及其相类似的气体含量城市供应中蒸汽冷凝的最后阶段进行水软化和 胺中和时，采用再碳酸化也就是这一目的5试剂的纯度5.1在所有测试中使用标准化学试剂除非有别的说明，所有的试剂都应遵守美国化学委员会 分析试剂委员会的规范，这些规范可以从中得到5别的等级的试剂可使用，但首先必须弄清楚试 剂必须具有足够的纯度才允许使用，从而不会降低测试精度5.2除非有别的说明，参考的水应当被认为是平均试剂水，遵守D1193规程，类型I另外在其 它的测定方法中需要的去CO2水，可以参考规程E200中的第8.2章6注意事项6.1注意一一二氧化碳气体在样品运输和贮存过程中很容易从溶液中逃溢，由于碳酸钙微弱的分 解，导致溶液中温度和压力发生改变，所以样品中CO2浓度增加是可能的7取样7.1根据规程D1066、D1192和规程D3370上说明进行取样。

7.2如果过滤样品微粒中含有碳酸盐，那么仅测量CO2溶量当从试验瓶中取出部分含有微粒的 样品时，试剂瓶应该先摇晃或者让微粒均匀分布来保证所取的样品有代表性取样后，样品中的 微粒形态随温度、pH等变化而改变这些微粒再样品测试时必须包括在内样品过滤均质化过 程中需小心防止CO2损失.如果不是要求除掉潜在的干扰微粒，样品不要过滤7.3用一种坚固的、抗化学作用的玻璃瓶子来取样7.4将取样瓶完全灌满，使其在瓶盖下不留任何空间，将样品在低于取样温度下存放，直至检 测测试方法A一气体感应电极法8. 测量范围8.1这种测试方法可在不考虑特定干扰物质前提下，用来判断水中如二氧化碳（CO2）、碳酸、碳 酸氢根离子、碳酸根离子在水中的总量和溶量：8.2这种测量方法可用于总CO2含量为2—800毫克/升样品的测定，通过对母液适当的稀释，样品 的浓度可在较广的范围内变化8.3样品应尽快进行分析如果不能尽快测定，那将它放入有略有碱性（pH值8—9）不含NaOH 的碳酸盐溶液，然后再放入有密封盖的容器中进行保存后者是为了阻止样品吸收空气中的C 028.4可以得到试剂用水的精确度和偏差，这里可供选择用水包括天然水和盐水。

操作人员有责任来 判断分析用水是否适合于这种测量方法9. 测量方法概要9.1样品在pH值5.0的酸性条件下释放出二氧化碳二氧化碳电极采用一种气体渗透性隔膜将样品 溶液与电极内部溶液分开样品溶液中溶解的二氧化碳通过隔膜进行扩散直至样品溶液中co2部分 压力与电极内部充填液体中的CO2压力达到平衡为止任何样品，其CO2部分压力都会与CO2的 浓度成一定比例CO2通过气体隔膜进行扩散影响电极内部充填液体中氢离子的浓度：CO2 + H2O _ H + + HCO—3氢离子的浓度可以通过气体隔膜附近的pH电极进行检测，由于氢离子的浓度与CO2 的浓度有直接关系，电极反应是Nernstian9.2样品在检测之前先加入缓冲溶液使其pH值在4.8和5.2之间，在这种pH条件下干扰将最小化并且各种离子形态也将转换为CO2 （参考第10章）10. 干扰10.1挥发性弱酸是一种潜在的阳极干扰因素这些干扰因素在pH值4—5时，对44毫克/升CO2或者是100毫克/升（如Ca CO3）会产生10%的浓度误差如下列所示：干扰物质，毫克/升pH 5pH 4硫化氢107亚硝酸离子（二氧化氮）16124亚硫酸氢根离子（二氧化硫）320()48 ()乙酸（醋酸）372216甲酸（蚁酸）184134510.2含有硫化物的样品可以用重铬酸钾的稀溶液进行处理，虽然硫化物对这种测量方法不会产生干扰。

但是这种处理方法有可能使一些有机物质被氧化成CO2,产生一种错误的偏高的 结果这种测量方法与含硫化物的样品的适宜性应该单独进行判断10.3水蒸气是电极的一种潜在的干扰因素水可以以蒸汽的形式通过气体隔膜，改变气体 隔膜下部电极内充填液体的浓度这些变化可以从电极的漂移看出来如果溶液中溶解物质（注释1）和电极内部液体的总体浓度大致平衡，并且电极和样品的温度一致，那么水蒸气 的运移就不再是一个问题拉注释1——液体的渗透能力与溶液中所溶解的物质总体浓度有关例如，含有0.1摩盐酸， 0.1摩醋酸，0.1摩蔗糖溶液的渗透能力可以判断如下：盐酸分解产生0.1摩氢离子和0.1摩 氯离子，乙酸由于其本来不分解产生自由氢离子浓度，可认为是0.1摩物质，另外蔗糖物质 也为0.1摩，所以溶液总的渗透强度为0.4 osmolaro10.4低渗透强度的样品中加入二氧化碳缓冲液（12.1）可以自动调节到恰当的水平为了避 免水蒸气的运移和电极的摇摆，渗透强度远超过1摩的样品在测量之前必须进行稀释稀释 法不能够使二氧化碳的含量低于2.5毫克/升不能通过稀释法进行测量的渗透强度大于1 摩的样品，可以通过调节电极内部充填液体的渗透强度来测定。

将0.425gNaNO3试剂加入 10ml内部充填液体中，可以调节其溶解物质的总体浓度11. 仪器设备11.1有较大量程或对离子有选择性的pH计11.2 CO2气体感应电极611.3带有TFE的氟烃树脂涂料搅拌转子的磁力搅拌器12. 试剂12.1稀释液一一将294克的柠檬酸钠溶入装有大约700ml水的1升容量瓶中，用浓盐酸将 溶液的pH值调到4.5，再用水稀释到刻度12.2碳酸氢钠标准溶液（0.1摩）将8.4克碳酸氢钠放入水中，稀释到1升12.3碳酸氢钠标准溶液（0.01摩）将10毫升（0.1摩）碳酸氢钠标准溶液稀释到100毫升13. 仪器的标定13.1根据制造商的说明来拼装和检查电极13.2用容量瓶把10毫升的缓冲液加水稀释到100毫升将容量瓶中物质转移到150毫升的 烧杯中并加入搅拌转子将电极沉浸到溶液中用磁力搅拌器在低速下搅拌13.3用一定体积移液管，加入0.01摩NaHCO3标准溶液0.5毫升，缓慢混合让电压读数 稳定（大约10分钟），记录下电压读数（对应于2.2毫克/升CO2或者5.0毫克/升（CaCO3））o 第4页共11页13.4用一定体积移液管，加入0.01摩NaHCO3标准溶液0.5毫升，缓慢混合。

让电压读数稳 定（大约5分钟），记录下电压读数（对应于4.4毫克/升CO2或者10毫克/升（CaCO3））o 13.5用一定体积移液管，加入0.1摩NaHCO3标准溶液0.9毫升，缓慢混合让电压读数稳 定（大约2分钟），记录下电压读数（对应于43.2毫克/升CO2或者98.1毫克/升（CaCO3））o 13.6用一定体积移液管，加入0. 1摩NaHCO3标准溶液10毫升，缓慢混合让电压读数稳 定（大约2分钟），记录下电压读数（对应于433毫克/升CO2或者983毫克/升（CaCO3））o 13.7以电压值（性刻度上）与浓度（对数刻度上）的关系在半对数坐标纸上做图，可得 到标准曲线曲线中CO2的测量范围从最低2毫克/升到最高800毫克/升14. 操作步骤14.1将样品放置与电极和标准相同的温度下14.2将已知一定体积Vs （100毫升较为方便）的样品放入150毫升的烧杯中并缓慢搅拌 将电极浸入到溶液中14.3每10毫升样品加入1毫升的缓冲液待电压读数稳定后记录下数值，直接从标准曲线 上读出测量值Cm.14.4如下列公式，得出样品浓度Cs, Cs =Cm（Vs+Vb）/Vs15. 精确度及偏差15.1精确度一如图1和图2所示一致，这种测试方法的总体和单独操作者精确度在指定的范 围内随试剂用水或可选择水系数量的变化关系。

这些水系包括天然水和盐水15.2偏差一已知2总量试剂用水和选择性水系中CO2回收率如表1所示15.3 15.1和15.2中的信息来源于8个实验室，12位参加测试的独立操作者所做的一系列测 试试验如标准D2777中所列出的12组数据，四个水平样品每隔三天进行一个，空白样用水来测定15.4四个互不相关的实验室参与了 roun-robin研究本方法中的精密度和偏差的计算方法与 D2777-77 一致D2777—77是适于合作测定时应用的在D2777中1.4的允许下，精密度 和偏差能满足D —19测量方法委员会多实验室间研究的要求表2方法A的测量误差所加浓度mg/l 检测浓度mg/l 偏差 意义（91%可信度）试剂用水2.12.7+28.6no5.16.9+ 35.3yes10.1100— 1.0no803730— 9.1Yes水系2.12.7+28.6no5.16.9+35.3yes10.1100— 1.0no803730—9.1Yes测量方法B――CO2发生，库仑滴定测试方法16. 适用范围16.1这种测试方法可在不考虑特定干扰物质前提下，用来判断水中二氧化碳、碳酸、碳酸氢根离 子、碳酸根离子在水中的总量和溶量。

16.2本测试方法可以用来测试碳酸盐样品颗粒中二氧化碳的含量16.3这种测量方法可用于CO2含量为2 — 800毫克/升样品的测定，通过加入较小样品或对母液适 当的稀释，可以提高样品的上限浓度范围加入较大样品也可降低样品浓度的下限范围16.4这种测试方法的精确度和偏差的信息可以通过合作测定方法得出测试用水包括以下类型： 蒸馏水、去离子。