專利名稱：通過測(cè)量二氧化碳的濃度來測(cè)定酸堿度及無機(jī)碳形態(tài)的方法和儀器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)，同時(shí)涉及科學(xué)儀器及環(huán)境，化工等領(lǐng)域。
溶液中的酸堿度和碳酸根，碳酸氫根的測(cè)定是非常重要的，它被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)，教學(xué)及科學(xué)研究中，在化學(xué)化工，食品，環(huán)境科學(xué)，水資源等領(lǐng)域具有重要的意義。
自從19世紀(jì)起，人們就發(fā)明了測(cè)定溶液中的酸堿度和碳酸根，碳酸氫根的方法，即目前仍然在沿襲使用的酸堿滴定法，這個(gè)方法已主宰該領(lǐng)域分析一個(gè)多世紀(jì)，具有容易操作，結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于酸堿濃度比較高的溶液，一般采用滴定管滴定法，用酸堿指示劑來指示滴定終點(diǎn)，按等摩爾反應(yīng)定律來計(jì)算出溶液的酸或堿的濃度。使用酸堿指示劑來指示滴定終點(diǎn)，對(duì)溶液的酸堿度的確定有很好的準(zhǔn)確性，但對(duì)溶液中的碳酸根，碳酸氫根的測(cè)定有很大的誤差，因?yàn)樵谑褂梅犹图谆茸髦甘緞r(shí)，在接近終點(diǎn)時(shí)溶液中形成碳酸根/碳酸氫根的緩沖體系，PH值變化緩慢，致使指使劑變色緩慢，終點(diǎn)誤差較大。使用滴定管滴定的方法另兩個(gè)缺點(diǎn)是(1)對(duì)低含量樣品的分析，沒有很好的檢出限。(2)對(duì)一些本身有顏色的溶液，指示劑在終點(diǎn)時(shí)顏色的變化被樣品本身的顏色所覆蓋，不不能被看到顏色的變化，使滴定無法進(jìn)行。
為了克服上面的缺點(diǎn)，一種儀器測(cè)定法被用來替代指示劑法，即所謂的PH計(jì)法(用來測(cè)定溶液中較低酸堿濃度)和電位滴定法(用儀器顯示的電位值的突變來確定終點(diǎn))，該方法能準(zhǔn)確的確定終點(diǎn)，測(cè)定低含量的酸堿，但終點(diǎn)時(shí)需要非常小心操作，耗時(shí)耗力，而且要事先用標(biāo)準(zhǔn)PH溶液對(duì)儀器進(jìn)行校正，受溫度的影響比較大，同時(shí)對(duì)碳酸根和碳酸氫根的測(cè)定檢出限不能令人滿意的改善。
無論是使用指示劑指示終點(diǎn)還是使用電位指示終點(diǎn)，其方法的本質(zhì)是利用酸堿中和反應(yīng)原理，測(cè)定的是溶液中氫離子的濃度或其變化。這是從事物的一方面來確定的分析方法。最近，通過研究筆者發(fā)現(xiàn)，對(duì)溶液中的酸堿度和碳酸根，碳酸氫根的測(cè)定還存在著另外一種方法，即通過在不同的條件下，使含無機(jī)碳的水溶液和酸溶液反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，通過測(cè)定二氧化碳的濃度，來測(cè)定出溶液的酸堿濃度和碳酸根，碳酸氫根的含量。這是從事物的另一方面來確定的分析方法。
下面來詳細(xì)說明該方法的內(nèi)容一.溶液的酸堿度的測(cè)定研究中作者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用濃度足夠高，過量的水溶性碳酸氫鹽或碳酸鹽和不足量的低濃度的酸反應(yīng)時(shí)，所產(chǎn)生的二氧化碳濃度和所使用的酸的濃度呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系(R＞0.999)，利用這一發(fā)現(xiàn)，可以測(cè)定溶液的酸堿度。
溶液中足夠高的水溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽和低濃度的酸反應(yīng)，是指按等摩爾反應(yīng)定律，所使用的碳酸鹽或碳酸氫鹽的的理論需酸的摩爾數(shù)，要高于該工作實(shí)際使用酸的摩爾數(shù)，也就是說，取一定摩爾數(shù)的碳酸鹽或碳酸氫鹽和含一定摩爾數(shù)的酸反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)后碳酸鹽或碳酸氫鹽有剩余。這樣就能保證二氧化碳的濃度和酸濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系。測(cè)定中碳酸鹽或碳酸氫鹽的作用是二氧化碳發(fā)生試劑，不要求其有準(zhǔn)確濃度。由于一個(gè)分子的碳酸鹽轉(zhuǎn)變成一分子的二氧化碳需要兩個(gè)氫離子，所以在測(cè)定低酸度溶液時(shí)，所使用的碳酸鹽不能馬上轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，而是先轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟涓@就使酸度的測(cè)定的檢出限變差，所以在該工作中，最好使用水溶性碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉，碳酸氫鉀等。典型的溶液的酸堿度的測(cè)定步驟如下(1)在線混合過量的碳酸氫鈉溶液和一系列不過量的酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含酸和游離CO2的高純水做標(biāo)準(zhǔn)溶液的空白，制作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。
(2)在工作曲線上測(cè)定未知濃度的酸的二氧化碳發(fā)生濃度，從而測(cè)定出未知酸的濃度。
在上面的測(cè)定中，要測(cè)定的未知酸的濃度，即可以是酸的體積濃度，也可以是酸的摩爾濃度。最好是使用與待測(cè)定樣品溶液中種類相同的酸來制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。如果手頭有一已知摩爾濃度的酸溶液，要測(cè)定另一未知酸溶液的摩爾濃度，則應(yīng)使用摩爾濃度來做酸標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度單位，這樣可馬上測(cè)定出未知酸的摩爾濃度；如果手頭沒有已知摩爾濃度的酸溶液，要測(cè)定未知樣品溶液的酸的摩爾濃度，可用預(yù)先反應(yīng)法即稱量一定量的基準(zhǔn)堿試劑如基準(zhǔn)碳酸鈉，碳酸鈣，使其和待測(cè)定的酸溶液反應(yīng)，反應(yīng)保持酸過量，反應(yīng)結(jié)束后，加熱反應(yīng)溶液致沸騰驅(qū)趕二氧化碳，冷卻后定溶到某一體積的容量瓶中；然后，再分取不同體積的待測(cè)的未知濃度的酸溶液到與前面有相同體積的容量瓶中，配制待測(cè)酸的體積濃度標(biāo)準(zhǔn)系列，測(cè)定并繪制該標(biāo)準(zhǔn)系列的標(biāo)準(zhǔn)曲線，最后在該標(biāo)準(zhǔn)曲線上測(cè)定出與基準(zhǔn)堿反應(yīng)后所剩余的酸的體積。通過計(jì)算，可求出未知酸的摩爾濃度。
二.水溶液中碳酸根和碳酸氫根的測(cè)定有三種方法測(cè)定水溶液中碳酸根和碳酸氫根的含量(1)碳和酸分別測(cè)定-方程法(2)固定樣品濃度變動(dòng)酸度圖解法(3)固定酸度變動(dòng)樣品濃度圖解法下面詳細(xì)介紹每一種方法(1)碳和酸分別測(cè)定-方程法該方法由下列步驟組成(1)首先測(cè)定水溶液中的碳酸根和碳酸氫根含碳量的總和C0毫克/升。(2)再使用已知濃度的酸溶液用滴定法或其它方法測(cè)定出碳酸根和碳酸氫根的總耗酸量V0毫升。(3)假設(shè)水溶液中含碳酸根濃度是C1毫克/升，碳酸氫根濃度是C2毫克/升，使用酸濃度是CH的酸去滴定V毫升樣品溶液。由(1)可得到方程C1+C2＝C0；由(2)可得到另一方程2C1V/12.0107+C2V/12.0107＝CHV0；從這兩個(gè)方程可已求出碳酸根和碳酸氫根含碳量。
(2)固定樣品溶液變動(dòng)酸度圖解法來測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根時(shí)，該方法由下列步驟組成(1)分別測(cè)定樣品溶液在不同酸度下的產(chǎn)生二氧化碳的濃度；(2)以酸度為橫坐標(biāo)(X軸)，該酸度下樣品所產(chǎn)生的二氧化碳濃度為縱坐標(biāo)(Y軸)，通過繪制二氧化碳濃度對(duì)酸度曲線，求出該曲線在斜坡上升段的直線在Y軸上的截距(b)，當(dāng)所繪制的曲線在最初的平坦段與X軸重合時(shí)，則該截距的絕對(duì)值即是樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度；當(dāng)所繪制的曲線在最初的平坦段不與X軸重合時(shí)，即在Y軸上有一位移Y0(有正負(fù)號(hào))時(shí)，則Y0-b的絕對(duì)值即是是樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度。用曲線的第二個(gè)平坦段的二氧化碳濃度值，即溶液中總的無機(jī)碳所含二氧化碳的濃度，減去前面所得到的碳酸根中二氧化碳的含量，就得到溶液中碳酸氫根含二氧化碳的濃度(假如溶液中不含游離二氧化碳)。一個(gè)理論上的二氧化碳濃度對(duì)酸度曲線見說明書附

圖1.在附圖1中，在OA段，當(dāng)鹽酸量很小時(shí)，樣品溶液中的碳酸根首先和鹽酸反應(yīng)形成碳酸氫根，沒有任何二氧化碳釋放出；在A點(diǎn)時(shí)，即鹽酸用量增加到V0時(shí)，溶液中的碳酸根正好和鹽酸完全反應(yīng)，所有的碳酸根都形成碳酸氫根，從A點(diǎn)開始，隨著鹽酸用量加大，二氧化碳釋放出不斷增加，根據(jù)反應(yīng)和可知溶液中碳酸根轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟涓鶗r(shí)所需要的酸的量和碳酸氫根轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸紩r(shí)所需要的酸的量是相等的，所以當(dāng)達(dá)到B點(diǎn)，即鹽酸用量是2V0時(shí)；溶液中產(chǎn)生二氧化碳的量應(yīng)等于溶液中碳酸根所全部產(chǎn)生的二氧化碳的量，將曲線中的CA延長(zhǎng)交Y軸于E，所以三角形OAE全等于三角形ABD，OE＝BD，即直線CA在Y軸上的截距就是溶液中碳酸根所產(chǎn)生的CO3濃度；而碳酸氫根含CO2的濃度是C點(diǎn)后的飽和濃度減去碳酸根中的CO2濃度。(3)固定酸的濃度變動(dòng)樣品濃度(分取不同體積的樣品溶液用純水稀釋到同一體積V毫升)圖解法來測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根時(shí)，該方法由下列步驟組成(1)分別測(cè)定不同濃度的樣品溶液(即取不同的體積的樣品溶液稀釋到同一體積)在同一酸度下的產(chǎn)生二氧化碳的濃度C3；(2)以分取的樣品溶液體積Vx橫坐標(biāo)(X軸)，該樣品體積下所產(chǎn)生的二氧化碳濃度為縱坐標(biāo)(Y軸)，通過繪制二氧化碳濃度對(duì)分取的樣品溶液體積的曲線，求出該曲線上升段和下降段的交點(diǎn)坐標(biāo)(C0.V0)和下降段在X軸上的截距Vt，則C0V/(Vt-V0)即是原樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度。一個(gè)理論上的二氧化碳濃度對(duì)樣品溶液體積曲線見說明書附圖2。在附圖2中，在OA段，所分取的樣品溶液比較少，所使用的酸是過量的，樣品中的碳酸根和碳酸氫根完全和酸反應(yīng)到A點(diǎn)時(shí)，恰好完全反應(yīng)。
在AB段，隨著樣品濃度加大，酸是不足的，此時(shí)酸要首先和CO3＝反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3-，剩余的酸才再和HCO3-反應(yīng)形成CO2放出，；。在B點(diǎn)，所有的酸都用來轉(zhuǎn)變?nèi)芤褐械腃O3＝為HCO3＝，沒有任何CO2放出。從理論上可酸出，原溶液中的碳酸根含量為C0V/(VT-V0)(這里V是分取后的樣品所稀釋到的體積)三.測(cè)定固體樣品中碳酸鹽和碳酸氫鹽的含量測(cè)定方法可用下列方法之一來測(cè)定(1)將固體樣品中的碳酸鹽和碳酸氫鹽溶解于水中，然后按前面所敘述的方法測(cè)定，該方法只能適合測(cè)定固體中碳酸鹽是水溶性的碳酸鹽；
(2)先測(cè)定固體樣品原樣中總的二氧化碳的含量，然后再測(cè)定經(jīng)過加熱后的樣品中的二氧化碳的含量。通過利用兩次測(cè)定二氧化碳的差值，來計(jì)算出原固體樣品中碳酸根和碳酸氫根的含量。固體樣品加熱的溫度應(yīng)高于100攝氏度，最好是大于130攝氏度而小于400攝氏度。
實(shí)施例與效果實(shí)施例一用已知摩爾濃度的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸(0.1039M)來測(cè)定三個(gè)未知濃度的鹽酸和硝酸溶液的摩爾濃度。首先用不含游離二氧化碳的高純水配置含碳酸氫鈉大約10克/升的溶液，然后分別吸取不同體積的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液到100毫升的容量瓶中，配成濃度為0，0.001，0.005，0，010，0.050M的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸系列，在一臺(tái)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上(鉑網(wǎng)霧化器壓力為25PSI，碳的測(cè)定波284.7nm)，采用蠕動(dòng)泵分別連續(xù)吸取碳酸氫鈉溶液和酸標(biāo)準(zhǔn)系列(流速均為2毫升/分鐘)，二股溶液在一T型管中匯合并反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液被導(dǎo)入一霧化器和霧室中，在這里完成二氧化碳和水溶液的氣液分離，二氧化碳被載氣氬氣導(dǎo)入到等離子體中進(jìn)行測(cè)定，首先測(cè)定并繪制出碳的發(fā)射強(qiáng)度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸摩爾濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，然后測(cè)定未知酸的濃度，測(cè)定結(jié)果為0.05(HCl)，0.005(HNO3)，0.001(HCl)M，這和使用PH計(jì)測(cè)定結(jié)果有很好的吻合。
實(shí)施例二用已知的標(biāo)準(zhǔn)堿來測(cè)定未知濃度的鹽酸溶液。準(zhǔn)確稱量基準(zhǔn)碳酸鈉試劑0.2克于100毫升燒杯中，用少量高純水溶解，加待測(cè)鹽酸溶液20毫升，反應(yīng)后，在電爐上加熱沸騰2分鐘，取下冷卻，轉(zhuǎn)移到100毫生容量瓶中，稀釋到刻度，搖勻。再分別準(zhǔn)確吸取0，2.00，4.00，6.00，10.00毫升的待測(cè)酸到不同的100毫升容量瓶中，配制待測(cè)鹽酸的體積濃度標(biāo)準(zhǔn)系列，按實(shí)施例一中的方法和儀器條件，測(cè)定出剩余鹽酸的體積(即100毫升容量瓶中含有反應(yīng)后的待測(cè)定鹽酸毫升數(shù))，最后計(jì)算出鹽酸濃度為0.1024M實(shí)施例三碳和酸分別測(cè)定-方程法測(cè)定混合堿中的碳酸鈉和碳酸氫鈉的含量。準(zhǔn)確稱取混合堿樣品0.2000克于錐形瓶中，加入30ML0.0953M的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液，用酚酞做指示劑，用0.1166M標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定至終點(diǎn)，測(cè)得混合堿總的耗酸摩爾數(shù)0.00249摩爾；再準(zhǔn)確稱取混合堿樣品0.2000克，用不含二氧化碳的高純水溶解后稀釋到刻度，稀釋10倍后在電感耦合等離子體發(fā)射光鋪儀上測(cè)定溶液中二氧化碳的含量。具體測(cè)定如下使用過量的鹽酸(0.12M)做二氧化碳發(fā)生劑，用基準(zhǔn)碳酸鈉和不含二氧化碳的高純水配制含碳1mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，然后稀釋成含碳量為0，20，40，60，80，100ug/ml的標(biāo)準(zhǔn)系列，用蠕動(dòng)泵分別抽取0.12M的鹽酸和前面的含碳的標(biāo)準(zhǔn)系列(均為2ml/min)，二股溶液在一T型管中匯合并反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液被導(dǎo)入一霧化器(霧化器壓力25PSI)和霧室中，在這里完成二氧化碳和水溶液的氣液分離，二氧化碳被載氣氬氣導(dǎo)入等離子體中進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定并繪制出碳的發(fā)射強(qiáng)度對(duì)碳的濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，然后測(cè)定混合堿溶液中的總的含碳的濃度。利用混合堿的總的耗酸摩爾數(shù)和總的含碳量，可以得到兩個(gè)方程，最后求的混合堿中碳酸鈉和碳酸氫鈉含量分別為73％和22，這與電位滴定法有很好的吻合。
實(shí)施例四加熱法測(cè)定固體混合堿中的碳酸鈉和碳酸氫鈉的含量。按照實(shí)施例三中的儀器條件和含標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定。首先測(cè)定未經(jīng)處理的混合堿中的總的含碳(也可以以二氧化碳的量計(jì))量，即按實(shí)施例三中的方法，準(zhǔn)確稱取混合堿樣品0.2000克，用不含二氧化碳的高純水溶解后稀釋到刻度，稀釋10倍后在電感耦合等離子體發(fā)射光鋪儀上測(cè)定溶液中二氧化碳的含量；然后將混合堿在120攝氏度下加熱1.5小時(shí)，取出后用高純水溶解沖到100毫升，稀釋10倍后在測(cè)定其中的含碳量，通過計(jì)算可得混合堿中的碳酸鈉和碳酸氫鈉含量為73％和22％這與電位滴定法有很好的吻合。
實(shí)施例五.固定樣品溶液變動(dòng)酸度圖解法來測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根。首先根據(jù)樣品中的總的含無機(jī)碳的量來配制含稀鹽酸的標(biāo)準(zhǔn)系列(這個(gè)鹽酸的標(biāo)準(zhǔn)系列不要求用有準(zhǔn)確摩爾濃度的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)配制)即在11個(gè)50毫升溶量瓶中分別加入濃度約0.01M的鹽酸0，0.5，，0.8，，1.0，，1.2，1.4，1.6，2.0，3.0，4.0，5.0毫升；然后，按實(shí)施例三中的方法制作含碳的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即碳的發(fā)射強(qiáng)度對(duì)碳的濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，然后測(cè)定在本實(shí)施例中含有不同體的鹽酸和樣品溶液作用產(chǎn)生的二氧化碳濃度，以酸度為橫坐標(biāo)(X軸)，該酸度下樣品所產(chǎn)生的二氧化碳濃度為縱坐標(biāo)(Y軸)，通過繪制二氧化碳濃度對(duì)酸度曲線，求出該曲線在斜坡上升段的直線在Y軸上的截距(b)。最后按權(quán)力要求書5中的方法求得溶液中碳酸根含量為5.1ug/ml，碳酸氫根含量為4.7ug/ml。見附圖3，對(duì)附圖3中的4，5，6，7四點(diǎn)進(jìn)行線性回歸的方程y＝1.7888x-1.8367，所以碳酸根含量為1.8367-0.5507＝1.29ug/ml；碳酸氫根含量為2.39-1.29＝1.10ug/ml。
權(quán)利要求
1.通過測(cè)量二氧化碳的濃度來測(cè)定酸堿度及無機(jī)碳形態(tài)的方法，應(yīng)用該方法可以測(cè)定(1)水溶液中酸(或堿)的濃度(2)水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)(3)固體物質(zhì)中的碳酸鹽和碳酸氫鹽的含量。該方法的核心是在不同條件下讓含無機(jī)碳的水溶液和稀酸溶液在線反應(yīng)生成氣體二氧化碳，通過測(cè)定生成的二氧化碳的濃度，來測(cè)定出樣品的酸堿度和無機(jī)碳的形態(tài)含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的核心方法，當(dāng)要測(cè)定水溶液中的酸堿度時(shí)，該方法為讓含過量的碳酸鹽或碳酸氫鹽溶液和不足量的酸溶液反應(yīng)，通過制作二氧化碳的生成濃度對(duì)已知酸濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，來測(cè)定未知酸溶液的濃度。該方法所使用的含無機(jī)碳的試劑可以是碳酸鹽或碳酸氫鹽，最好是一價(jià)陽(yáng)離子的水溶性的碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉，碳酸氫鉀等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的核心方法，當(dāng)測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)時(shí)，可以使用下列三個(gè)方法中的一個(gè)來完成。(1)總的無機(jī)碳和酸分別測(cè)定-方程法(2)固定樣品溶液變動(dòng)酸度圖解法(3)固定酸度變動(dòng)樣品濃度圖解法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所敘述的方法，當(dāng)使用總的無機(jī)碳和酸分別測(cè)定-方程法測(cè)定水溶液中無機(jī)碳形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根時(shí)，該方法由下列步驟組成(1)首先測(cè)定水溶液中的碳酸根和碳酸氫根含碳量的總和，(2)再使用已知濃度的酸溶液用滴定法或其它方法測(cè)定出碳酸根和碳酸氫根的總耗酸量。(3)假設(shè)水溶液中含碳酸根濃度是C1，碳酸氫根濃度是C2，由(1)和(2)可得兩個(gè)有關(guān)C1和C2的方程，進(jìn)而求出碳酸根和碳酸氫根含碳量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所敘述的方法，當(dāng)使用方法(2)，既固定樣品溶液變動(dòng)酸度圖解法來測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根時(shí)，該方法由下列步驟組成(1)分別測(cè)定樣品溶液在不同酸度(該酸不要求有準(zhǔn)確的摩爾濃度，但要求有準(zhǔn)確的加入體積，即要求有準(zhǔn)確的體積濃度)下的產(chǎn)生二氧化碳的濃度；(2)以酸度為橫坐標(biāo)(X軸)，該酸度下樣品所產(chǎn)生的二氧化碳濃度為縱坐標(biāo)(Y軸)，通過繪制二氧化碳濃度對(duì)酸度曲線，求出該曲線在斜坡上升段線性關(guān)系接近直線的點(diǎn)所回歸的直線在Y軸上的截距(b)。當(dāng)所繪制的曲線在最初的平坦段與X軸重合時(shí)，則該截距的絕對(duì)值即是樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度；當(dāng)所繪制的曲線在最初的平坦段不與X軸重合時(shí)，即在Y軸上有一位移Y0(有正負(fù)號(hào))時(shí)，則Y0-b的絕對(duì)值即是是樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度。用曲線的第二個(gè)平坦段的二氧化碳濃度值，即溶液中總的無機(jī)碳所含二氧化碳的濃度，減去前面所得到的碳酸根中二氧化碳的含量，就得到溶液中碳酸氫根含二氧化碳的濃度(假如溶液中不含游離二氧化碳)。曲線在斜坡上升段的直線在Y軸上的截距(b)可以用繪圖法求出，也可以用電子計(jì)算機(jī)法通過計(jì)算回歸求得，最好是使用電子計(jì)算機(jī)法通過計(jì)算回歸求得。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所敘述的方法，當(dāng)使用方法(3)，既固定酸的濃度變動(dòng)樣品濃度(分取不同體積的樣品溶液用純水稀釋到同一體積V毫升)圖解法來測(cè)定水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)，即碳酸根和碳酸氫根時(shí)，該方法由下列步驟組成(1)分別測(cè)定不同濃度的樣品溶液在同一酸度下的產(chǎn)生二氧化碳的濃度Cx；(2)以分取的樣品溶液體積Vx橫坐標(biāo)(X軸)，該樣品體積下所產(chǎn)生的二氧化碳濃度為縱坐標(biāo)(Y軸)，通過繪制二氧化碳濃度對(duì)分取的樣品溶液體積的曲線，求出該曲線上升段和下降段的交點(diǎn)坐標(biāo)(C0，V0)和下降段在X軸上的截距Vt，則C0V/(Vt-V0)即是原樣品溶液中所含的全部碳酸根所產(chǎn)生的二氧化碳的濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的方法，當(dāng)測(cè)定固體樣品中碳酸鹽和碳酸氫鹽的含量時(shí)，可用下列方法之一來測(cè)定(1)將固體樣品中的碳酸鹽和碳酸氫鹽溶解于水中，然后按權(quán)利要求4-6所敘述的方法測(cè)定；(2)使用方法1所敘述的核心方法，先測(cè)定固體樣品原樣中總的二氧化碳的含量，然后再測(cè)定經(jīng)過加熱后的樣品中的二氧化碳的含量。通過利用兩次測(cè)定二氧化碳的差值，來計(jì)算出原固體樣品中碳酸根和碳酸氫根的含量。固體樣品加熱的溫度應(yīng)高于100攝氏度，最好是大于130攝氏度而小于400攝氏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6所敘述的方法，所使用的酸溶液是指能和水溶液中碳酸跟和碳酸氫根反應(yīng)的稀酸，最好是稀的一元強(qiáng)無機(jī)酸如稀鹽酸，稀硝酸。
全文摘要
本發(fā)明屬于分析化學(xué)，同時(shí)涉及科學(xué)儀器及環(huán)境，食品，水資源，化工等領(lǐng)域．該方法的核心是在不同條件下讓含無機(jī)碳的水溶液和稀酸溶液在線反應(yīng)生成氣體二氧化碳，通過測(cè)定生成的二氧化碳的濃度，來測(cè)定出樣品的酸堿度和無機(jī)碳的形態(tài)含量。應(yīng)用該方法可以測(cè)定(1)水溶液中酸(或堿)的濃度(2)水溶液中無機(jī)碳的形態(tài)(3)固體物質(zhì)中的碳酸鹽和碳酸氫鹽的含量．
文檔編號(hào)G01N31/00GK1888895SQ200510079719
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者段旭川 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)