碱度的操作流程

一、实验目的

1. 掌握工业纯碱总碱度的测定方法。

2. 熟悉酸碱滴定实验的基本操作。

3. 学习使用酚酞和甲基橙作为指示剂进行滴定。

4. 了解总碱度以Na2O%表示的意义及其计算方法。

二、实验原理

工业纯碱主要成分为Na2CO3，其总碱度是指溶液中所有碱性物质的总量。本实验采用酸碱滴定法测定工业纯碱的总碱度，利用酚酞和甲基橙作为指示剂，通过滴定反应确定终点，计算出总碱度。

实验原理如下：

1. 酚酞指示剂：在碱性溶液中呈红色，在中性或酸性溶液中呈无色。当滴定至酚酞变色时，表示Na2CO3已完全反应，此时反应方程式为：

Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑

2. 甲基橙指示剂：在酸性溶液中呈红色，在中性或碱性溶液中呈黄色。当滴定至甲基橙变色时，表示NaHCO3已完全反应，此时反应方程式为：

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑

通过测定消耗的盐酸体积，根据化学反应方程式计算出Na2CO3和NaHCO3的摩尔数，进而计算出总碱度。

三、实验仪器与试剂

1. 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、移液管、洗瓶、烧杯、电子天平、电子分析天平、电热板、电热恒温水浴锅、PH计、滴定台、滴定管夹、滴定管座、滴定管塞、滴定管瓶、滴定管滴头、滴定管瓶盖、滴定管瓶塞、滴定管瓶滴头。

2. 试剂：盐酸标准溶液（0.1mol/L）、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、无水碳酸钠、硼砂、蒸馏水、NaOH、NaCl、NaHCO3、Na2CO3、稀盐酸、酚酞指示剂溶液、甲基橙指示剂溶液。

四、实验步骤 1. 准备工作：将实验仪器洗净、干燥，检查滴定管是否漏水，酸式滴定管和碱式滴定管分别用盐酸标准溶液和酚酞指示剂溶液润洗。

2. 配制酚酞指示剂溶液：称取0.1g酚酞指示剂，加入50ml蒸馏水溶解，配制成酚酞指示剂溶液。

3. 配制甲基橙指示剂溶液：称取0.1g甲基橙指示剂，加入50ml蒸馏水溶解，配制成甲基橙指示剂溶液。

碱度总碱度指标检测规程

1．目的

为了规范化验人员在污水处理厂中的监测方法和操作

程序，提高水质监测数据的准确性，特制定本规程。

2．适用范围

本监测规程适用于1水务有限公司。

3．定义、原理及干扰消除

定义：水的碱度是指水中所含能与强酸定量作用的物质

总量。水中碱度的来源较多，地表水的碱度基本上是碳酸盐、

重碳酸盐及氢氧化物含量的函数，所以总碱度被当做这些成

分浓度的总和。当水中含有硼酸盐、磷酸盐或硅酸盐等时。

则总碱度的测定值也包含它们所起的作用。废水及其他复杂

体系的水体中，还含有有机碱类、金属水解性盐类等，均为

碱度组成部分。在这些情况下，碱度就成为一种水的综合性

指标，代表能被强算滴定物质的总和。

碱度的测定值因使用的指示剂终点PH值不同而有很大

的差异，只有当试样中化学组成已知时，才能解释为具体的

物质。对于天然水和为污染的地表水，可直接以酸滴定至PH

值为8.3时消耗的量，为酚酞碱度。以酸滴定至PH为4.4---4.5

时消耗的量，为甲基橙的碱度。通过计算，可求出相应的碳

酸盐、重碳酸盐和氢氧根离子的含量，对于废水、污水，则

由于组分复杂，这种计算无实际意义。往往需要根据水中物

质的组分确定其与酸作用达到终点时的PH值。然后，用酸

滴定以便获得分析者感兴趣的参数，并作出解释。

碱度指标常用于评价水体的缓冲能力及金属在其中的溶

解性和毒性，是对水和废水处理过程控制的判断性指标。若

碱度是由过量的碱金属盐类所形成，则碱度又是确定这种水

是否适宜灌溉的重要依据。

3.1方法选择

用标准酸滴定水中碱度是各种方法的基础。有两种常用

的方法，即酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。电位滴定法根

据电位滴定曲线在终点时的突破，确定特定PH值下的碱度。

它不受水样浊度、色度的影响，使用范围较广。用指示剂判

断滴定终点的方法简便快速，适用于控制性实验及例行分

析。二法均可根据需要和条件选用。

3.2样品保存

样品采集后应在4保存。分析前不应打开瓶塞，不能过滤、

- 1 - 碱度计算公式

碱度是指溶液中含有氢离子和氧离子的偶联态。它反映着溶液中氢离子（H+）和阴离子（OH-）的数量，体现了溶液的强度。碱度用数字表示，常用pH值来表示，pH值越高表示溶液越偏碱，反之则越偏酸。碱度的测定是液相色谱仪的一个重要应用，测定碱度的准确性对药物的安全性有重要的影响。

由于碱度的重要性，计算碱度有关的公式也是必不可少的，碱度计算公式有几种，常用的有氯化物溶液的碱度的公式、醇类的碱度的公式、氢氧化物的碱度的公式和混合酸的碱度的公式。各种碱度计算公式中，最常用的是氯化物溶液的碱度计算公式，氯化物溶液的碱度计算公式为：

pH=pKw-log [Cl-]

其中，Kw=10^-14，表示水的临界pH值，也是水的自由碱度；[Cl-]为溶液中的氯离子的浓度。根据该公式可以计算出溶液的pH值，从而推断出溶液的碱度。

除了氯化物溶液的碱度计算公式，醇类的碱度计算公式也很常用，其计算公式为：

pH=pKa+log{(1-x)/x}

其中，pKa为醇酸的等渗点，x表示溶液中醇和酸的比例。由于醇类是非强酸，因此，碱度可根据该公式计算出来。

此外，还有氢氧化物碱度计算公式，其计算公式为：

pH=pKa+log{[H+]/[A-]} - 2 - 其中，pKa为氢氧化物的等渗点，[H+]、[A-]分别表示溶液中的氢离子和氧离子浓度。

最后，还有混合酸碱度计算公式，其计算公式为：

pH=pKa1+log{[H+]1/[A-]1}+log{[H+]2/[A-]2}+…

其中，pKai为混合酸的等渗点，[H+]i、[A-]i表示溶液中的某种氢离子和某种氧离子浓度。

以上就是碱度计算公式的介绍，从该公式可以很方便地计算出溶液的碱度，对药品的安全性具有重要作用。但是碱度计算公式也存在一些限制，如不能计算出溶液中各种离子的浓度，也不能正确反映水影响因素，例如温度、湿度等。此外，还需要考虑溶液中存在的有机物，不能完全用碱度理论来描述溶液的pH值。

1 海水总碱度的测定

09环境科学 王蒙

摘要：海水的“碱度”是用来衡量海水中所含弱酸离子的多少。海水总碱度由碳酸碱度、硼酸碱度和剩余碱度组成。海水碱度测定一般用碘量法、中和滴定法和pH法。

关键词：总碱度、碳酸碱度、硼酸碱度、测定方法

一、 海水总碱度

海水中存在着相当数量的碳酸根、碳酸氢根和硼酸根等弱酸阴离子，这些阴离子在海水中同相应的弱酸分子保持一定的电离平衡关系。它们之间的数量大小和比例调节了海水的pH值。海水呈碱性一方面是由于强碱阳离子（如碱金属和碱土金属离子）在数量上略为超过强酸阴离子（如Cl-，SO42-等），另一方面是由于弱酸平衡的调节作用的缘故。海水的“碱度”是用来衡量海水中所含弱酸离子的多少；它和海水的pH（酸度，或称酸碱度）有直接的密切关系，但二者却是两个截然不同的概念。

（一）海水总碱度

当海水体积为一升时，海水中碳酸氢根、碳酸根和硼酸根等弱酸阴离子浓度的总和，在海洋学上称为碱度（或总碱度）。通常以Alk表示，单位是毫摩尔/升。可用下式表示：

碱度（Alk）＝CHCO3－＋２CCO32－＋CH2BO3－＋（COH――CH＋）＋Ｃ剩 ——1

由此可见，碱度即相当于中和一升海水所需要氢离子的毫摩尔数。

式中最后一项为剩余碱度，指碳酸、硼酸以外的所有弱酸阴离子浓度的总和，在一般情况下，由于其含量较之其它项要低得多而忽略不计，这样：

Alk＝CHCO3－＋２CCO32－＋CH2BO3－＋（COH――CH＋）——2

在上式中，最后两项在pH5.5-8.5的范围内也可忽略。Alk可表示为：

Alk＝CHCO3－＋２CCO32－＋CH2BO3－ ——3

但在一些河口区，需考虑无机磷酸盐对碱度的影响，在一些缺氧海水中C剩除了 2 要考虑磷酸根离子外，还需考虑SH-+H2S和NH4++NH3的影响。Gaines等在河口底层缺氧水（水深12.5米，氯度12.37）中发现H2S达到4.5mmol/L，测得碱度高达12.6 mmol/L。