[发明专利]一种采用抗污染pH电极自动测量水质中离子的装置及方法

说明书

本发明涉及一种采用抗污染pH电极自动测量水质中离子的装置及方法，该装置包括测量池，设置在测量池内的搅拌器以及与测量池连通的标准盐酸溶液供给机构，所述测量池内设有pH电极和ORP电极，pH电极和ORP电极通过信号板连接控制系统；标准盐酸溶液供给机构包括标准盐酸溶液池，与标准盐酸溶液池连接的标准盐酸溶液供给管，标准盐酸溶液供给管的端部连接测量池，标准盐酸溶液供给管上安装定量泵。该装置通过pH电极和氧化还原电极识别滴定终点，能够适应油田、采矿等分离用水中杂质的污染，而且，采用盐酸标准溶液直接进行滴定，无需加入酚酞和甲基橙指示剂，能够实时、准确地测量水质中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量。

技术领域

本发明属于化学水质分析领域，尤其是涉及一种采用抗污染pH电极自动测量水质中碳酸根/重碳酸根/氢氧根离子浓度的装置及方法。

背景技术

碳酸根和重碳酸根是原油等采矿行业分离水中主要的阴离子，测定采矿过程中地层水的碳酸根和重碳酸根浓度有助于确定地层水的硬度、种类和分离水中二氧化碳的量。目前水质中的碳酸根/重碳酸根/氢氧根的测定采用酚酞和甲基橙作为指示剂，用已知浓度的标准盐酸进行滴定，由于酚酞的变色pH范围为8.2-10.0，甲基橙的变色pH范围为3.1-4.4，在指示剂变色范围内，存在不同人员判断终点不同的问题，容易造成盐酸溶液用量上的误差，导致计算碳酸根/重碳酸根/氢氧根的的含量存在误差。

另外，郑志霞等采用测氢离子浓度的离子选择电极和二氧化碳气敏电极进行碳酸氢根和碳酸根的自动化测量，测量范围为10^-1-10^-5mol/L，并可长时间连续工作，但对外界环境和电极的准确性及稳定性要求严格。

上述两种方案只能在实验室进行离线测量，不能在线、实时测量，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种采用抗污染pH电极自动测量水质中离子的装置及方法。

而且，如果水质中含有少量硫酸根、磷酸根、铜离子、氯离子、二氧化碳亦不影响对碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量的测定。本发明的原理主要是通过抗污染的pH电极和氧化还原电极测量滴定过程中，待测溶液的pH值和氧化还原电位，根据这两种指标的变化综合判断滴定终点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用抗污染pH电极自动测量水质中离子的装置，包括测量池，设置在测量池内的搅拌器以及与测量池连通的标准盐酸溶液供给机构，所述测量池内设有pH电极和ORP电极，pH电极和ORP电极通过信号板连接控制系统；

所述标准盐酸溶液供给机构包括标准盐酸溶液池，与标准盐酸溶液池连接的标准盐酸溶液供给管，标准盐酸溶液供给管的端部连接测量池，标准盐酸溶液供给管上安装定量泵。

进一步，所述控制系统信号连接搅拌器和定量泵。

进一步，所述控制系统带有显示屏和按键，控制系统连接电源，控制系统的芯片型号为i.mx287。

进一步，所述测量池上设有进水口、出水口以及排污口。

一种采用抗污染pH电极自动测量水质中离子的方法，包括如下步骤：

S1、取待测水样5-10mL，记录加入待测水样的体积V,加入经煮沸30分钟的去离子水50mL；

S2、测定步骤S1中待测水样溶液的pH值，确定该初始pH值；

在测试前可以pH标准液校准抗污染pH电极并进行回测，以确保pH电极3状态正常。本发明适用于初始pH值在5-10范围内水溶液中碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量的测定。若pH低于5，将不能进行准确测定重碳酸根和碳酸根含量的测定。