专利名称：连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分析化学领域的滴定分析方法及装置，更具体地说，涉及一种连续分析PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置。
背景技术：
工业循环冷却水和锅炉用水需要保持一定数值的碱度，目的是减缓金属管道的腐蚀和结垢。根据国家技术标准，碱度又分为酚酞碱度和总碱度。总碱度又名全碱度或者甲基橙碱。PH值、碱度偏小，可能是因为与水接触的金属发生酸性腐蚀；反之，pH值、碱度太大，可能是与水接触的金属发生碱性腐蚀。工业循环冷却水和锅炉用水，还需要控制杂质浓度不超过限值，杂质浓度超过限值，也可能加速金属腐蚀，造成结垢。氯离子是所有杂质离子中性能最稳定的，而且氯离子浓度便于检测，因此工业上一般以控制氯离子浓度来控制杂质浓度。因此，为了减缓金属的腐蚀和减少结垢，GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》和GB/T1576《工业锅炉水质》都把pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子列入了常规的监测项目。pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度常规方法为手工测定或单项目的电位滴定， 四个项目检测完需要耗时半个小时以上。电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，和直接电位法相比，电位滴定法不需要准确的测量电极电位值，电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化η个数量级，弓丨起电位的突跃，被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。现有的pH值、碱度和氯离子浓度检测过程是分开单独进行的，检测过程如下I、pH值的测定采集一定体积的待测样品后，把pH电极放入样品中，样品pH值会传递电位信号给主机,主机把电位信号转换后,显示出样品的pH值。2、酚酞碱度和总碱度测定采集一定体积的待测样品后，把PH电极放入样品中，往样品中滴加盐酸标准溶液，直到PH值降低到一定限值，以待测样品体积、标准酸溶液消耗体积及浓度计算得到碱度值。限值设定为PH值8. 0-8. 3的结果为酚酞碱度，限值设定为pH值4. 0-4. 3的结果为总碱度3、氯离子测定采集一定体积的待测样品后，由于工业循环冷却水及锅炉用水呈碱性，必须调节 PH值到中性或酸性，才能往溶液中滴加硝酸银标准溶液进行氯离子的电位滴定，直到突越点出现，滴定终止。以待测样品体积、硝酸银标准溶液消耗体积及其浓度计算得到氯离子浓度值。
现有的检测方法主要按照国家标准方法，四个项目分别按照GB/T6904-2008《工业循环冷却水及锅炉用水中PH值的测定》GB/T15451-2006《工业循环冷却水总碱及酚酞碱度的测定》GB/T15453-2008《工业循环冷却水及锅炉用水中氯离子的测定》独立检测。熟练检测人员单人完成四个项目，需耗时半个小时以上。因此，在检测工业循环冷却水和锅炉用水的PH值、碱度和氯离子浓度时，现有技术的效率较低。

发明内容
本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述在检测工业循环冷却水和锅炉用水的PH值、碱度和氯离子浓度时，现有技术的效率较低的缺陷，提供一种连续分析PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法。本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的上述在检测工业循环冷却水和锅炉用水的PH值、碱度和氯离子浓度时，现有技术的效率较低的缺陷，提供一种连续分析PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置。本发明经研究发现，pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度四个项目独立检测过程中，有多处相同的操作步骤。PH值与碱度检测过程中的相同步骤有碱度测试过程中，使用 PH电极，采集测试过程中的pH值变化趋势，包括了初始pH值和终点pH值。碱度与氯离子浓度检测过程中的相同步骤氯离子浓度测试前，先需要把水样的PH值从碱性调节到中性或酸性，这一步骤与碱度测试过程相似。本发明把四个独立过程综合成一个检测过程，实现一次取样后，依次完成pH值、 酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度检测。这个过程不需要单独进行pH值检测，也不需要在氯离子测试前调节PH值，测试过程耗时缩短十分钟以内。该发明特点是缩短检测时间、提高设备的工作效率，也节省样品消耗和标准酸溶液的消耗。本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是构造一种连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法，用于滴定分析工业循环冷却水和锅炉用水中的PH 值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度，包括以下步骤a、将装有设定体积被测样品的容器固定在电位滴定仪的滴定台上，用标准酸液加液单元碱度滴定被测样品，PH电极采集被测样品的初始pH值及碱度滴定过程的实时pH值， 碱度滴定依次进行酚酞碱度滴定，其滴定终点PH为8. 0-8. 3 ；以及总碱度滴定，其滴定终点pH为4. 0-4. 3，到达滴定终点时，分别读取标准酸液加液单元中的标准酸液的酚酞碱度滴定用液体积和总碱度滴定用液体积，计算酚酞碱度和总碱度，pH电极采集的初始pH值为被测样品的PH值；b、关闭pH电极开启银电极，用硝酸银标准液加液单元在上述总碱度滴定完毕的被测样品中进行氯离子电位滴定，银电极采集氯离子电位滴定过程的银电极电位值，氯离子电位滴定为动态滴定，滴定终点是银电极电位的突跃点，读取滴定终点时硝酸银标准液加液单元中硝酸银标准液的滴定用液体积，计算氯离子浓度。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法中， 所述步骤a中的标准酸液为硫酸标准溶液。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法中， 所述步骤a中的标准酸液为硝酸标准溶液。
本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是构造一种连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，用于滴定分析工业循环冷却水和锅炉用水中的PH值、 酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度，包括带有双电极接口的电位滴定仪主机，一电极接口连接有用于采集被测样品的初始PH值及酚酞碱度和总碱度滴定过程的实时pH值的pH电极， 以及容置标准酸液、用于酚酞碱度和总碱度滴定过程中滴加标准酸液的标准酸液加液单元；另一电极接口连接有在总碱度滴定完毕的被测样品中采集氯离子电位滴定过程的银电极电位值的银电极；该装置还包括容置硝酸银标准液、用于氯离子电位滴定过程中滴加硝酸银标准液的硝酸银标准液加液单元，以及设于所述电位滴定仪主机内、进行滴定参数控制及数据输出的控制系统。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，该装置还包括滴定台。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，所述滴定台上设置有搅拌器。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，所述电位滴定仪主机上还设置有与计算机连接的通讯接口，所述控制系统通过所述通讯接口与计算机连接，进行酚酞碱度滴定、总碱度滴定、氯离子电位滴定滴定数据的计算机即时显
/Jn ο在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，该装置还包括容置设定体积的被测样品的测量杯。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，所述电位滴定仪主机上还设置有与所述控制系统连接的控制面板。在本发明所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置中，该装置还包括分析完毕分别容置并固定所述PH电极和银电极的pH电极保护单元和银电极保护单元。实施本发明的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置，具有以下有益效果本发明把PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度四个独立的检测过程综合成一个检测过程，一次取样后，依次完成PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度检测。这个过程不需要单独进行pH值检测，也不需要在氯离子测试前调节pH值，测试过程耗时缩短十分钟以内；该发明不仅缩短检测时间、提高设备的工作效率，也节省样品消耗和标准酸溶液的消耗。


下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是本发明连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法第一实施例的方法流程图；图2是本发明连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置第一实施例的结构不意图；图3是本发明连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置第一实施例的酚酞碱度和总碱度的滴定曲线图4是本发明连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置第一实施例的氯离子浓度的滴定曲线图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图I、图3、图4所示，在本发明连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法的第一实施例中，分析对象是工业锅炉用水，分析其PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度，分析方法包括以下步骤a、将装有设定体积被测样品的容器固定在电位滴定仪的滴定台上，用标准酸液加液单元碱度滴定被测样品，PH电极采集被测样品的初始pH值及碱度滴定过程的实时pH值， 碱度滴定依次进行酚酞碱度滴定，其滴定终点PH为8. 0-8. 3 ；以及总碱度滴定，其滴定终点pH为4. 0-4. 3，到达滴定终点时，分别读取标准酸液加液单元中的标准酸液的酚酞碱度滴定用液体积和总碱度滴定用液体积，计算酚酞碱度和总碱度，pH电极采集的初始pH值为被测样品的PH值；标准酸液是指已知浓度的酸性溶液，本实施例中，标准酸液为硫酸标准溶液，硫酸标准溶液的浓度为C1/2H2SM = O. lOOOmol/L。在其它的实施例中，标准酸液也可以为硝酸标准溶液。b、关闭pH电极开启银电极，用硝酸银标准液加液单元在上述总碱度滴定完毕的被测样品中进行氯离子电位滴定，银电极采集氯离子电位滴定过程的银电极电位值，氯离子电位滴定为动态滴定，滴定终点是银电极电位的突跃点，读取滴定终点时硝酸银标准液加液单元中硝酸银标准液的滴定用液体积，计算氯离子浓度。硝酸银标准液是指已知浓度或者滴定度的硝酸银溶液，本实施例中，硝酸银标准液的滴定度为T = 3. 696mg/mL。进一步地讲，在分析前，进行滴定参数设置，具体为pH值、碱度滴定参数设置设定终点滴定模式(SET pH) ； (I)开始条件采集被测样品的初始PH值；信号漂移 关;等待时间IOs ;暂停20s。(2)酚酞碱度滴定设定滴定终点为pH = 8. 3 ;动态滴定，控制范围为2pH ;最大加液速度10ml/min ;最小加液速度25 μ L/ min ;停止标准漂移50 μ L/min。(3)总碱度滴定设定滴定终点为pH = 4. 2 ;动态滴定，控制范围为I. 5pH ;最大加液速度5ml/min ;最小加液速度25 μ L/min ;停止标准漂移50 μ L/ min ;测量点时间间隔2. Os。(4)温度25。。。氯离子滴定参数设置动态滴定模式(DET U) ； (I)开始条件初始测量值信号漂移关，最小等待时间5s，最大等待时间10s，加液速度5mL/min ； (2)滴定参数接受测量值信号漂移30mV/min，最小等待时间2s，最大等待时间20s ;测量点密度4 ;最小增量10 μ L， 最大增量关，最大值加液速度；(4)滴定终点银电极电位的第一个突越点。当然，在其它的实施例中，酚酞碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 8. O,总碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 4. O ;酚酞碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 8. 3，总碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 4. 3 ;酚酞碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 8. 1，总碱度滴定的滴定终点也可以设定为pH = 4. I。其它步骤均与本实施例相同，在此不再赘述。进一步地讲，本实施例的计算公式具体为
pH值(25°C ) = pH电极采集被测样品的初始pH值。(1_1)酚酞碱度，mmol/L:酚酞碱度
权利要求
1.一种连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法，用于滴定分析工业循环冷却水和锅炉用水中的PH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度，其特征在于，包括以下步骤a、将装有设定体积被测样品的容器固定在电位滴定仪的滴定台上，用标准酸液加液单元碱度滴定被测样品，PH电极采集被测样品的初始pH值及碱度滴定过程的实时pH值，碱度滴定依次进行酚酞碱度滴定，其滴定终点PH为8. 0-8. 3 ；以及总碱度滴定，其滴定终点pH为4.0-4. 3，到达滴定终点时，分别读取标准酸液加液单元中的标准酸液的酚酞碱度滴定用液体积和总碱度滴定用液体积，计算酚酞碱度和总碱度，PH电极采集的初始pH值为被测样品的pH值;b、关闭pH电极开启银电极，用硝酸银标准液加液单元在上述总碱度滴定完毕的被测样品中进行氯离子电位滴定，银电极采集氯离子电位滴定过程的银电极电位值，氯离子电位滴定为动态滴定，滴定终点是银电极电位的突跃点，读取滴定终点时硝酸银标准液加液单元中硝酸银标准液的滴定用液体积，计算氯离子浓度。
2.根据权利要求I所述的pH值、碱度和氯离子浓度的连续电位滴定分析方法，其特征在于，所述步骤a中的标准酸液为硫酸标准溶液。
3.根据权利要求I所述的pH值、碱度和氯离子浓度的连续电位滴定分析方法，其特征在于，所述步骤a中的标准酸液为硝酸标准溶液。
4.一种连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，用于滴定分析工业循环冷却水和锅炉用水中的pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度，其特征在于，包括带有双电极接口的电位滴定仪主机，一电极接口连接有用于采集被测样品的初始PH值及酚酞碱度和总碱度滴定过程的实时PH值的pH电极⑴，以及容置标准酸液、用于酚酞碱度和总碱度滴定过程中滴加标准酸液的标准酸液加液单元(2);另一电极接口连接有在总碱度滴定完毕的被测样品中采集氯离子电位滴定过程的银电极电位值的银电极(3);该装置还包括容置硝酸银标准液、用于氯离子电位滴定过程中滴加硝酸银标准液的硝酸银标准液加液单元(4)，以及设于所述电位滴定仪主机内、进行滴定参数控制及数据输出的控制系统。
5.根据权利要求4所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，该装置还包括滴定台。
6.根据权利要求5所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，所述滴定台上设置有搅拌器。
7.根据权利要求4所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，所述电位滴定仪主机上还设置有与计算机连接的通讯接口，所述控制系统通过所述通讯接口与计算机连接，进行酚酞碱度滴定、总碱度滴定、氯离子电位滴定滴定数据的计算机即时显示。
8.根据权利要求4所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，该装置还包括容置设定体积的被测样品的测量杯(5)。
9.根据权利要求4所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，所述电位滴定仪主机上还设置有与所述控制系统连接的控制面板。
10.根据权利要求4所述的连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的装置，其特征在于，该装置还包括分析完毕分别容置并固定所述PH电极(I)和银电极(3)的pH电极保护单元和银电极保护单元。
全文摘要
本发明公开了一种连续分析pH值、酚酞碱度、总碱度和氯离子浓度的分析方法及装置，其方法步骤包括a、用标准酸液加液单元碱度滴定被测样品，碱度滴定依次进行酚酞碱度滴定以及总碱度滴定，滴定终点时分别读取相应的滴定用液体积，计算酚酞碱度和总碱度，pH电极采集的初始pH值为被测样品的pH值；b、在上述总碱度滴定完毕的被测样品中进行氯离子电位滴定，滴定终点时读取滴定用液体积，计算氯离子浓度。其装置包括带有双电极接口的电位滴定仪主机、pH电极(1)、标准酸液加液单元(2)、银电极(3)、硝酸银标准液加液单元(4)及控制系统。该发明不仅缩短检测时间、提高设备的工作效率，也节省样品消耗和标准酸液的消耗。
文档编号G01N27/42GK102590318SQ201210044088
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者吴继权, 张居光, 黄容 申请人:深圳市特种设备安全检验研究院