水或钻井液滤液的硬度主要由钙离子和镁离子而引起的。将EDTA(或其盐)加入到水中或滤液中时,它与钙、镁离子络合,使用特殊的钙指示剂,可用EDTA测定钙、镁离子的含量。水或滤液的总硬度以钙离子浓度来表示,单位为毫克每升。如存在深颜色组分造成滴定终点难以分辨,可加入氧化剂(如次氯酸钠等),氧化这些组分予以解决。
mg/L
1. EDTA 溶液(CAS No. 6381-92-6),0.01 mol/L
2. 缓冲溶液,67.5 g氯化铵(CAS No. 12125-02-9)加570 mL氢氧化铵, 用去离子水或蒸馏水稀释到1000ml
3. 硬度指示剂溶液:1 g/L钙镁试剂或当量试剂,1-(1-羟基-4-甲基-2-苯偶氮基)-2-奈酚-4-磺酸(CAS No.3147-14-6)的水溶液
4. 乙酸(CAS No. 64-19-7) :冰醋酸
5. 次氯酸钠溶液 (CAS No. 7681-52-9) , 5.25 % (质量分数)的去离子水或蒸馏水溶液。
6. 去离子水或蒸馏水的空白试验
7. 锥形瓶:150 mL
8. 移液管,5 mL和10 mL
9. 移液管,1 mL、2 mL和 5 mL
10. pH试纸
11. 加热板
1. 取1.0ml或更多样品于150ml锥形瓶中(如滤液无色或颜色较浅,可省略2~5的步骤)。
2. 加入10ml次氯酸钠并混匀。
3. 加入1ml乙酸并混匀。
4. 将样品煮沸5分钟。在煮沸过程中,按要求加入去离子水,保持样品体积不变。煮沸可除去过量的氯气。将pH试纸浸在样品中可测试氯气是否除干净。如果纸张被漂白,则需要继续煮沸。
5. 警告 – 在通风良好的区域工作,因为氯气具有剧毒性
6. 冷却样品。
7. 用去离子水冲洗锥形瓶内壁并将样品稀释至50 mL,加入约2 mL缓冲溶液并混合均匀。
注:可溶性铁可能会干扰终点的确定。如怀疑存在铁离子,可用三乙醇胺、四乙烯基戊胺和去离子水的混合液(体积比为1:1:2)作掩蔽剂,每次滴定时加入1.0 mL即可。
8. 加入足够的硬度指示剂(2 - 6滴)并混匀,如存在钙离子或镁离子,将会呈现酒红色。
9. 边摇动边用EDTA溶液滴定至终点,硬度指示剂将由红色变为蓝色。继续加入EDTA溶液时不再有由红到蓝的颜色变化,即为最恰当的终点,所消耗的EDTA体积将用于下列的公式计算。
计算钙镁离子总硬度CCa+Mg, 单位为毫克每升(以钙离子计)。
VEDTA - 滴定中所消耗的EDTA标准溶液体积,单位为毫升(mL);
VS - 滤液样品体积,单位为毫升(mL)。
注:行业中将钙离子和镁离子浓度作为总硬度,并以钙离子计。