⚗️ 水中氯化物
以莫尔法滴定测定水中氯化物 —— 用铬酸钾作指示剂、硝酸银滴定。经典容量分析法。
要点速览
- 标准: PN-ISO 9297:1994
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 25 分钟–30 分钟
- 测量范围: 5–150 mg Cl⁻/L（不稀释）
- 扩展范围: 最高 400 mg/L（用更大滴定管或稀释）
- 滴定液浓度: AgNO₃ 0,02 mol/L（1 mL = 0,709 mg Cl⁻）
概述
氯化物（Cl⁻）是水分析中最常测定的阴离子之一。其来源包括天然来源（岩石溶滤、海水）、人为来源（道路撒盐、生活污水、化学工业）以及水处理过程（氯消毒）。
饮用水中氯化物浓度不应超过 250 mg/L（波兰卫生部条例）—— 浓度更高会产生咸味，并可能加剧管路腐蚀。在天然水体中，氯化物是含盐量的指示：典型浓度为地下水 10–100 mg/L，海水约 19 000 mg/L。
莫尔法（ISO 9297）是经典的容量分析法 —— 简单、快速、无需昂贵设备。适用于浓度 5–150 mg Cl⁻/L 的水样（经修改可至 400 mg/L）。不适用于色度高或污染严重的水（存在干扰）。
方法原理
莫尔法属于沉淀滴定。水样中的氯化物与硝酸银（AgNO₃）反应，生成白色氯化银沉淀（AgCl）：
Cl⁻ + Ag⁺ → AgCl↓（白色）
氯化物全部结合后，过量的 Ag⁺ 与铬酸钾（K₂CrO₄，指示剂，使溶液呈黄色）反应，生成砖红色的铬酸银沉淀：
2Ag⁺ + CrO₄²⁻ → Ag₂CrO₄↓（砖红色）
出现持久的砖红色（终点）即表示氯化物已全部沉淀。滴定在 pH 6,5–10,5（最佳 pH 8）下进行。
Cl⁻ [mg/L] =（V_AgNO₃ × C_AgNO₃ × 35,45 × 1000）/ V_样品
应用领域
- 饮用水质量控制（限值 ≤250 mg Cl⁻/L）
- 地下水检测（含盐量、海水入侵）
- 道路撒盐对水体影响的监测
- 工业用水质量控制（锅炉、冷却水）
- 地表水检测（含盐量）
- 泳池水质控制
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 测量范围 | 5–150 mg Cl⁻/L（不稀释） |
| 扩展范围 | 最高 400 mg/L（用更大滴定管或稀释） |
| 滴定液浓度 | AgNO₃ 0,02 mol/L（1 mL = 0,709 mg Cl⁻） |
| 指示剂 | K₂CrO₄ —— 颜色变化：黄色 → 砖红色 |
| 滴定 pH | 6,5–10,5（最佳约 8） |
| 精密度 | ±2%（浓度 >50 mg/L 时） |
标准
- 标准编号
- PN-ISO 9297:1994
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody -- Oznaczanie chlorków -- Metoda miareczkowania azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika (Metoda Mohra)
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of chloride — Silver nitrate titration with chromate indicator (Mohr's method)
分步操作程序
-
标定 AgNO₃
准确称取约 0,1170 g NaCl（140 °C 干燥 2 小时）置于锥形瓶中，用 100 mL 水溶解，加入 1 mL K₂CrO₄，用 AgNO₃ 滴定至持久砖红色。
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样品准备
量取 100 mL 水样于 250 mL 锥形瓶中。检查 pH —— 须为 6,5–10,5，必要时用 NaOH 或 H₂SO₄ 调节。样品须澄清 —— 浑浊样品应过滤。
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加入指示剂
加入 1 mL 铬酸钾 K₂CrO₄ 溶液（100 g/L）。溶液呈黄色 —— 这是终点前的指示剂颜色。
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滴定
滴定管中装入 0,02 mol/L AgNO₃ 溶液。缓慢滴定并持续搅拌（磁力搅拌或手动）。可见白色 AgCl 絮状沉淀生成并随搅拌分散。
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终点
继续滴定至溶液由黄色转为持久砖红色（保持至少 30 秒）。从滴定管读取消耗的 AgNO₃ 体积，精确至 0,05 mL。
-
空白试验
做空白滴定：100 mL 去离子水 + 1 mL K₂CrO₄。从结果中扣除空白消耗的 AgNO₃ 体积。
-
计算
Cl⁻ [mg/L] = [(V₁ − V₀) × c × 35,45 × 1000] / V_样品，其中 V₁ 为样品消耗的 AgNO₃ 体积，V₀ 为空白，c 为 AgNO₃ 浓度 [mol/L]，V_样品单位为 mL。
-
质量控制
做平行滴定 —— 差值不超过 2%。NaCl 控制标准 —— 偏差不超过 ±5%。每换一批 AgNO₃ 均须重新标定。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 玻璃滴定管 25 或 50 mL | AS 级硼硅玻璃滴定管，分度 0,05 mL | 150–400 PLN |
| 数字滴定器（可选） | Brand Titrette、Eppendorf Top Buret —— 准确度更高 | 1 500–3 500 PLN |
| 锥形瓶 250 mL | 硼硅玻璃，广口 | 10–25 PLN/个 |
| 移液管／移液器 | A 级 100 mL 移液管或移液器 | 100–800 PLN |
| 磁力搅拌器 | 滴定过程中保持均匀混合 | 1 500–4 000 PLN |
| pH 计（用于 pH 校正） | 用于检查并将样品 pH 调至 6,5–10,5 | 3 000–15 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 硝酸银 AgNO₃ | 7761-88-8 | 滴定液 0,02 mol/L（3,3974 g/L）或 0,1 mol/L。以 NaCl 标定。棕色瓶保存（见光分解！）。 |
| 铬酸钾 K₂CrO₄ | 7789-00-6 | 指示剂：100 g/L 溶液。每 100 mL 被滴定液加 1 mL。黄色为指示剂本色，砖红色为终点。 |
| 氯化钠 NaCl | 7647-14-5 | 用于标定 AgNO₃ 的标准物质。140 °C 干燥 2 小时。分析纯。 |
| 稀 NaOH / H₂SO₄ | — | 用于将样品 pH 调至 6,5–10,5。 |
| 去离子水 | — | 用于配制溶液与空白。须确认不含氯化物。 |
职业健康与安全
- 硝酸银 AgNO₃ —— 腐蚀性，会在皮肤上留下难以去除的黑色斑点。必须佩戴丁腈手套！
- 铬酸钾 K₂CrO₄ —— 有毒、致癌（Cr⁶⁺，1B 类）、致突变。尽量减少接触，小心操作。
- 含银与铬的废液 —— 按危险废物单独收集。
- 必须佩戴护目镜、丁腈手套并穿实验服。
- 滴定后的废液不得倒入水槽 —— 收集于废液容器中。
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-ISO 9297:1994 — 《Water quality — Determination of chloride — Silver nitrate titration with chromate indicator (Mohr's method)》。
该方法的原理是什么？
莫尔法属于沉淀滴定。水样中的氯化物与硝酸银（AgNO₃）反应，生成白色氯化银沉淀（AgCl）： Cl⁻ + Ag⁺ → AgCl↓（白色） 氯化物全部结合后，过量的 Ag⁺ 与铬酸钾（K₂CrO₄，指示剂，使溶液呈黄色）反应，生成砖红色的铬酸银沉淀： 2Ag⁺ + CrO₄²⁻ → Ag₂CrO₄↓（砖红色） 出现持久的砖红色（终点）即表示氯化物已全部沉淀。
测量范围和准确度是多少？
测量范围：5–150 mg Cl⁻/L（不稀释）；扩展范围：最高 400 mg/L（用更大滴定管或稀释）；滴定液浓度：AgNO₃ 0,02 mol/L（1 mL = 0,709 mg Cl⁻）；指示剂：K₂CrO₄ —— 颜色变化：黄色 → 砖红色。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 25 分钟–30 分钟。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
玻璃滴定管 25 或 50 mL、数字滴定器（可选）、锥形瓶 250 mL、移液管／移液器、磁力搅拌器、pH 计（用于 pH 校正）。核心仪器的参考价格（玻璃滴定管 25 或 50 mL）：150–400 PLN。
该检测用于哪些场景？
饮用水质量控制（限值 ≤250 mg Cl⁻/L）；地下水检测（含盐量、海水入侵）；道路撒盐对水体影响的监测；工业用水质量控制（锅炉、冷却水）；地表水检测（含盐量）；泳池水质控制。
需要采取哪些安全防护措施？
硝酸银 AgNO₃ —— 腐蚀性，会在皮肤上留下难以去除的黑色斑点。必须佩戴丁腈手套！；铬酸钾 K₂CrO₄ —— 有毒、致癌（Cr⁶⁺，1B 类）、致突变。尽量减少接触，小心操作。；含银与铬的废液 —— 按危险废物单独收集。；必须佩戴护目镜、丁腈手套并穿实验服。；滴定后的废液不得倒入水槽 —— 收集于废液容器中。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 9297。