[发明专利]一种测定水中碳酸氢根、碳酸根和总CO2含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于地球化学技术领域，具体涉及一种测定水中碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量的方法。

背景技术

碳酸氢根和碳酸根是水化学组分中八大离子的重要组成，水中总CO₂含量指的是溶解于水的CO₂气体含量，是水化学模拟的重要参数。所以准确确定碳酸氢根、碳酸根离子和总CO₂含量对于弄清楚水化学组分和相关的水文地球化学过程是非常重要的。

目前水样的碳酸氢根／碳酸根／总CO₂含量的确定方法是通过利用甲基橙和酚酞作为指示剂，用HCl进行滴定，由于滴定过程中对水样颜色变化的判断具有主观性，容易造成HCl用量上的误差，导致碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量计算存在误差。

另外，诸如地热水和一般的地下水中通常都还有少量的硫化物、亚硫酸盐等，目前已有的碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量确定方法没有考虑这些弱酸离子对碳酸氢根和碳酸根的影响，也没有专门的针对含有少量硫化物和亚硫酸盐的地下水样的碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量的确定方法。

因此，开发出对于水样中碳酸氢根、碳酸根和总的CO₂含量的准确确定方法是非常重要的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是准确地测定水中碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量，推动水文地球化学的研究发展。

(二)技术方案

(三)有益效果

本发明通过设计独特的滴定流程，能够方便、快速准确地得到水中碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量，特别是含有少量硫化物、亚硫酸盐等的地热水和普通地下水。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的测定方法的流程示意图；

图2是本发明的第二实施例的测定方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提出一种水中碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量的测定方法，其能够有效地测定含有少量硫化物和亚硫酸盐的地下水样。本发明方法的原理主要是滴定，并能够校正其他弱酸的影响，所述弱酸包括硼酸、硅酸和铵根离子。

根据已有的认识，当水的pH值小于8.25时，在分析误差范围内，水中以CO₂和碳酸氢根为主，碳酸根基本没有；当pH值大于8.25时，在分析误差范围内，水中以碳酸氢根和碳酸根为主，CO₂基本没有。具体来说，本发明测定碳酸氢根、碳酸根和总CO₂含量的方法如下所述。测试流程如下。

S1、测定待测水样的初始pH值。

在测试之前可用pH标准液校正pH电导仪。本发明可适用于初始pH值在4～10范围内的水溶液中的碳酸氢根和总CO₂的含量。如果pH值太小或者大太，碳酸氢根和总的CO₂含量测定的准确性会受影响。

S2、去除所述水样中的弱酸性离子，再在水样中加入酸或碱溶液以将所述水样的pH值调至所述初始pH值。

去除水样中的弱酸性离子的一种方式是在所述水样中逐渐加入AgNO₃溶液，直到出现白色沉淀。

加入AgNO₃的目的是使其与水中的硫化物、亚硫酸盐、硼酸和硅酸等组分发生反应，生成沉淀，消除其对碳酸氢根和碳酸根滴定的影响。

调整pH值时可以加入HCl或NaOH等酸或碱溶液。

S3、在所述水样中加入酸或碱溶液，使水样的pH值达到第一特征pH值8.25，记录所加入的酸或碱溶液的体积和浓度。

该特征pH值的确定依据是在此pH值条件下，在分析误差范围内，水中以CO₂和碳酸氢根为主，基本上不含有碳酸根。

该步骤所记录的加入的酸或碱溶液的体积和浓度将用于后续的计算。

S4、在所述水样中加入酸溶液，使水样的pH值达到第二特征pH值4.5。

该特征值的确定依据是在此pH值条件下，在分析误差范围内，水中以CO₂为主，基本没有碳酸氢根。记录所加入的酸溶液的体积和浓度，用于后续的计算。

S5、将所述水样的pH值调至2～3，去除水样中的溶解气，然后将其pH值调回第二特征pH值。

将水样的pH值调至2～3是为了保证水样中已经没有碳酸氢根了。