CN113484462A - 一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置及方法，该装置包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管连接去离子水罐；测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接ORP电极。本发明采用ORP电极，通过滴定过程中ORP氧化还原电位的变化识别终点，代替人工判断滴定中的颜色变化终点，代替通过pH到达预设值的pH滴定法判断终点，测量准确性和一致性好。

Description

一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置及方法

技术领域

本发明涉及化学水质分析领域，尤其是涉及一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置及方法。

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，目前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，离子选择电极的测量范围为1-10mol/L，二氧化碳气敏电极的测量范围为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，提供一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，所述测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管通过第一定量泵连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管通过第二定量泵连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管通过第三定量泵连接去离子水罐；

所述测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接所述ORP电极，控制板连接所述第一定量泵、第二定量泵以及第三定量泵。

进一步，所述测量池的底部设有搅拌器，搅拌器信号连接所述控制板。

进一步，所述测量池的底部通过排污电磁阀连接排污口，测量池的侧面设有溢流口。

进一步，所述主板连接电源和显示屏。

一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，包括如下步骤:

S1、通过第一定量泵向测量池中加入2-50mL待测样水，待测样水体积记为V；

S2、通过第三定量泵向测量池中加入经煮沸的去离子水50mL；

S3、打开搅拌器，通过第二定量泵向所述测量池中以一定速度加入已知浓度的标准酸溶液，浓度记为c_(HCl)；

S4、测定步骤S3中待测水样溶液的ORP值；

S5、当前滴定次数是否超限？若是，则为异常，实验结束；若否，进行下述步骤S6；

S6、判断是否出现第一终点的特征点，若出现第一终点的特征点，记录从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₁，进行下述步骤S7；若未出现第一终点的特征点，进行下述步骤S7；

S7、判断是否出现第二终点的特征点，若出现第二终点的特征点，包括如下步骤：若之前出现第一终点的特征点，则记录从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8；

若之前未出现第一终点的特征点，则记录从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8；

若未出现第二终点的特征点，依次进行上述步骤S3、步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7，直至出现第二终点的特征点为止或者当前滴定次数超限为止。

进一步，所述步骤S8：根据V₁、V₂及标准酸溶液浓度c_(HCl)、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根的浓度；

对于没有第一终点的特征点、只有第二终点的特征点的待测水样：

该情况下，待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根,步骤S1中待测水样的体积记为V，步骤S7中加入盐酸标准溶液的体积记为V2，其浓度记为c(HCl)。计算公式如下所示：

ρ(HCO3^-)＝V2×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(HCO3^-)——HCO3^-的浓度，g/L；

V2——步骤S7中从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

M3——HCO3^-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

进一步，对于既有第一终点的特征点、又有第二终点的特征点的待测水样，根据步骤S6中加入盐酸溶液的体积V1和步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2的大小:

当V1>V2时，溶液中OH^-和CO3^2-共存

ρ(OH^-)＝(V1-V2)×M1×c(HCl)/V

ρ(CO3^2-)＝V2×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(OH^-)——OH^-的浓度，g/L；

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M1——OH^-的摩尔质量，g/mol；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

进一步，当V1<V2时，溶液中HCO^3-和CO3^2-共存

ρ(CO3^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

ρ(HCO^3-)＝(V2-V1)×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

ρ(HCO^3-)——HCO^3-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

M3——HCO^3-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

进一步，当V1＝V2时，溶液中只有CO3^2-

ρ(CO3^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

进一步，所述第一终点的特征点为氧化还原电位值在180-310mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点；所述第二终点的特征点为氧化还原电位值在310-440mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点。

本发明的有益效果为：1.采用ORP电极，通过滴定过程中ORP氧化还原电位的变化识别终点，代替人工判断滴定中的颜色变化终点，代替通过pH到达预设值的pH滴定法判断终点，测量准确性和一致性好；

2.克服光学滴定法只适用于无色、低浊度样水的限制，该专利技术不仅能够测量无色、低浊度样水，还能够测量带色和具有一定浊度的样水，适用范围宽，能够实现在线和实时测量。

本发明通过设计特殊的滴定池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，采用盐酸或硫酸标准溶液直接进行滴定，无需加入酚酞和甲基橙等指示剂，通过氧化还原电位的变化确定2个滴定终点，能够实时、准确地测量水质中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根。

附图说明

图1为本发明测量装置的结构示意图；

图2为本发明的测量流程示意图；

图3为本发明实施例1滴定时的标准盐酸加入量和ORP单位时间变化值曲线图；

图4为本发明实施例1滴定时的标准酸体积和1秒内ORP变化值曲线图；

图5为本发明实施例2滴定时的标准盐酸加入量和ORP单位时间变化值曲线图；

图6为本发明实施例2滴定时的标准酸体积和1秒内ORP变化值曲线图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,包括测量池1，与测量池1连接的测量、控制机构2，连接测量池1和测量、控制机构2的标准溶液供给机构3，标准溶液供给机构3包括标准盐酸溶液罐31和去离子水罐32。

其中，测量池1上连接待测样水供给管11、去离子水供给管12、标准盐酸溶液供给管13、ORP电极14，待测样水供给管11通过第一定量泵15连接待测样水罐4，标准盐酸溶液供给管13通过第二定量泵16连接标准盐酸溶液罐31，去离子水供给管12通过第三定量泵17连接去离子水罐32；

测量、控制机构2包括主板21，与主板21连接的信号板22和控制板23，信号板22连接ORP电极14，控制板23连接第一定量泵15、第二定量泵16以及第三定量泵17，主板21连接电源24和显示屏25。

进一步，测量池1的底部设有搅拌器18，搅拌器18信号连接控制板23。

进一步，测量池1的底部通过排污电磁阀19连接排污口110，测量池1的侧面设有溢流口111。

进一步，如图2所示，基于该装置的结构，本发明提出一种地质水、土壤浸出液等水中碳酸根、重碳酸根和氢氧根的测量方法，而且，适用于有色、高浊度的水样。本发明的原理主要是通过氧化还原电极测量滴定过程中待测溶液的氧化还原电位的变化综合判断滴定终点，本发明测量碳酸根、重碳酸根和氢氧根的方法如下所述。测量流程(图2所示)如下：

S1、通过第一定量泵15向测量池1中加入2-50mL待测水样，该待测样水体积记为V，该取样体积和待测的碳酸根、重碳酸根和氢氧根浓度有关，待测样品浓度较大，取样量越小，待测样品浓度越小，取样量越大，一般为10mL；

S2、通过第三定量泵17向测量池1中加入经煮沸的去离子水50mL；

S3、打开搅拌器18，通过第二定量泵16向所述S2测量池内的待测水样中，以一定速度加入已知浓度的标准酸溶液(标准酸溶液为盐酸、硫酸等酸溶液，优选为盐酸溶液，浓度记为c_(HCl))；

S4、测定S3所述待测水样溶液的ORP值；

ORP电极14使用前无需标定，直接使用即可，若对ORP电极14的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。本方法适用于初始pH值在5-10范围内碳酸根、重碳酸根和氢氧根的测量。若pH低于5，将不能进行准确进行碳酸根、重碳酸根和氢氧根的测量；

S5、当前滴定次数是否超限(优选的一种限制值为5000次)？若是(当前滴定次数大于规定值)，则为异常，实验结束(无法测量出结果)；若否(当前滴定次数小于规定值)，进行下述步骤S6；

S6、判断是否出现第一终点的特征点1(优选的一种第一终点1的特征点为氧化还原电位值在180-310mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，若是(出现第一终点的特征点1)，记录从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积V₁，进行下述步骤S7；若否(未出现第一终点的特征点1)，进行下述步骤S7；

S7、判断是否出现第二终点的特征点2(优选的一种第二终点的特征点2为氧化还原电位值在310-440mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，若是(出现第二终点的特征点)，则分2种情况：①若之前出现第一终点的特征点1，则记录从第一终点的特征点1到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8，②若之前未出现第一终点的特征点1，则记录从开始到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8；若否(未出现第二终点的特征点2)，依次进行上述步骤S3、步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7，直至出现第二终点的特征点2为止或者当前滴定次数超限为止；

S8、根据V₁、V₂及标准酸溶液浓度c_(HCl)、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根，分两种情况：

(1)对于没有第一终点的特征点1、只有第二终点的特征点2的待测水样

该情况下，待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根,步骤S1中待测水样的体积记为V，步骤S7中加入盐酸标准溶液的体积记为V2，其浓度记为c(HCl)。计算公式如下所示：

ρ(HCO3^-)＝V2×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；

V2——步骤S7中从开始到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积，mL；

M3——HCO₃ ^-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

(2)对于既有第一终点的特征点1、又有第二终点的特征点2的待测水样

该情况下，根据步骤S6中加入盐酸溶液的体积V1和步骤S7中从第一终点的特征点1到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V₂的大小，有以下三种情况:

①当V1>V2时，溶液中OH^-和CO₃ ^2-共存

ρ(OH^-)＝(V1-V2)×M1×c(HCl)/V

ρ(CO₃ ^2-)＝V2×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(OH^-)——OH^-的浓度，g/L；

ρ(CO₃ ^2-)——CO₃ ^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M1——OH^-的摩尔质量，g/mol；

M2——CO₃ ^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

②当V1<V2时，溶液中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-共存

ρ(CO₃ ^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

ρ(HCO₃ ^-)＝(V2-V1)×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO₃ ^2-)——CO₃ ^2-的浓度，g/L；

ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M2——CO₃ ^2-的摩尔质量，g/mol；

M3——HCO₃ ^-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

③当V1＝V2时，溶液中只有CO₃ ^2-

ρ(CO₃ ^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO₃ ^2-)——CO₃ ^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积，mL；

M2——CO₃ ^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

下面结合具体的实施例对本发明进行说明：

该实施例中的水样具有第一终点和第二终点的特征点，测量该水样碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量的方法步骤如下：

S1、关闭排污电磁阀19，通过第一定量泵15向洁净的测量池1内加入10mL待测水样，待测样水体积记为V；

S2、通过定量泵3向测量池内加入50mL去离子水；

S3、打开搅拌器，30秒后关闭搅拌，测定所述测量池内待测水样溶液的ORP值，然后通过第二定量泵16向待测水样中以一定速度加入0.05mol/L的标准盐酸溶液，标准盐酸溶液浓度记为c_(HCl)；

S4、测定S3添加一定体积标准盐酸溶液后，所述待测水样溶液的ORP值；

S5、当前滴定次数是否超限(优选的一种限制值为5000次)？若是(当前滴定次数大于规定值)，则为异常，实验结束(无法测量出结果)；此实例判断为否(当前滴定次数小于规定值)，进行下述步骤S6；

S6、判断是否出现第一终点的特征点1(优选的一种第一终点的特征点1为氧化还原电位值在180-310mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，在加入1.695mL标准盐酸溶液处出现第一终点的特征点，记录从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积V₁为1.695mL，进行下述步骤S7；

S7、判断是否出现第二终点的特征点2(优选的一种第二终点的特征点2为氧化还原电位值在310-440mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，在共加入2.665mL标准盐酸溶液处出现第二终点的特征点，因S6出现第一终点的特征点1，则记录从第一终点的特征点1到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V₂＝2.665-1.695mL＝0.97mL，进行下述步骤S8；

S8、根据V₁、V₂及标准酸溶液浓度c_(HCl)、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根：

因V1>V2，说明溶液中OH^-和CO₃ ^2-共存

ρ(OH^-)＝(V1-V2)×M1×c(HCl)/V

ρ(CO₃ ^2-)＝V2×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(OH^-)——OH^-的浓度，g/L；

ρ(CO₃ ^2-)——CO₃ ^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点1到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M1——OH^-的摩尔质量，g/mol；

M2——CO₃ ^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

计算得：

ρ(OH^-)＝(1.695-0.97)×17.01×0.05/10≈0.062g/L

ρ(CO₃ ^2-)＝0.97×60.02×0.05/10≈0.291g/L。

该实施例滴定过程中，滴定的标准酸体积和ORP测量值曲线如图3所示，该实施例滴定过程中，滴定的标准酸体积和1秒内ORP变化值曲线如图4所示。

实施例2:

该实施例中的水样仅有第二终点的特征点2，无第一终点的特征点1，测量该水样碳酸根、重碳酸根和氢氧根的方法步骤如下：

S1、关闭排污电磁阀19，通过第一定量泵15向洁净的测量池1内加入10mL待测水样，待测样水体积记为V；

S2、通过第三定量泵17向测量池内加入50mL去离子水；

S3、打开搅拌器18，30秒后关闭搅拌，测定所述测量池1内待测水样溶液的ORP值，然后通过定量泵2向所述待测水样中以一定速度加入0.05mol/L的标准盐酸溶液，标准盐酸溶液浓度记为c_(HCl)；

S4、测定S3添加一定体积标准盐酸溶液后，所述待测水样溶液的ORP值；

S5、当前滴定次数是否超限(优选的一种限制值为5000次)？若是(当前滴定次数大于规定值)，则为异常，实验结束(无法测量出结果)；此实例判断为否(当前滴定次数小于规定值)，进行下述步骤S6；

S6、判断是否出现第一终点的特征点1(优选的一种第一终点的特征点1为氧化还原电位值在180-310mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，未出现第一终点的特征点1，进行下述步骤S7；

S7、判断是否出现第二终点的特征点2(优选的一种第二终点的特征点2为氧化还原电位值在310-440mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点)，在共加入1.815mL标准盐酸溶液处出现第二终点的特征点2，因步骤S6内未出现第一终点的特征点1，则记录V₁＝0mL，记录从步骤S3开始滴定到出现第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V₂＝1.815mL，进行下述步骤S8；

S8、根据V₁、V₂及标准酸溶液浓度c_(HCl)、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根：

当V1<V2时，溶液中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-共存

ρ(CO₃ ^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

ρ(HCO₃ ^-)＝(V2-V1)×M3×c(HCl)/V

式中，ρ(CO₃ ^2-)——CO₃ ^2-的浓度，g/L；

ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点1消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点2消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M2——CO₃ ^2-的摩尔质量，g/mol；

M3——HCO₃ ^-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

计算得：

ρ(CO₃ ^2-)＝0×60.02×0.05/10＝0g/L

ρ(HCO₃ ^1-)＝1.815×61.02×0.05/10≈0.554g/L

该实施例滴定过程中，滴定的标准酸体积和ORP测量值曲线如图5所示，该实施例滴定过程中，滴定的标准酸体积和1秒内ORP变化值曲线如图6所示。

综上所述，本发明采用ORP电极，通过滴定过程中ORP氧化还原电位的变化识别终点，代替人工判断滴定中的颜色变化终点，代替通过pH到达预设值的pH滴定法判断终点，测量准确性和一致性好；

克服光学滴定法只适用于无色、低浊度样水的限制，该专利技术不仅能够测量无色、低浊度样水，还能够测量带色和具有一定浊度的样水，适用范围宽，能够实现在线和实时测量。

本发明通过设计特殊的滴定池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，采用盐酸或硫酸标准溶液直接进行滴定，无需加入酚酞和甲基橙等指示剂，通过氧化还原电位的变化确定2个滴定终点，能够实时、准确地测量水质中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，其特征在于，所述测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管通过第一定量泵连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管通过第二定量泵连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管通过第三定量泵连接去离子水罐；

所述测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接所述ORP电极，控制板连接所述第一定量泵、第二定量泵以及第三定量泵。

2.根据权利要求1所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,其特征在于，所述测量池的底部设有搅拌器，搅拌器信号连接所述控制板。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,其特征在于，所述测量池的底部通过排污电磁阀连接排污口，测量池的侧面设有溢流口。

4.根据权利要求3所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,其特征在于，所述主板连接电源和显示屏。

5.一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，包括如下步骤:

S1、通过第一定量泵向测量池中加入2-50mL待测样水，待测样水体积记为V；

S2、通过第三定量泵向测量池中加入经煮沸的去离子水50mL；

S3、打开搅拌器，通过第二定量泵向所述测量池中以一定速度加入已知浓度的标准酸溶液，浓度记为c_(HCl)；

S4、测定步骤S3中待测水样溶液的ORP值；

S5、当前滴定次数是否超限？若是，则为异常，实验结束；若否，进行下述步骤S6；

S6、判断是否出现第一终点的特征点，若出现第一终点的特征点，记录从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₁，进行下述步骤S7；若未出现第一终点的特征点，进行下述步骤S7；

S7、判断是否出现第二终点的特征点，若出现第二终点的特征点，包括如下步骤：若之前出现第一终点的特征点，则记录从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8；

若之前未出现第一终点的特征点，则记录从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V₂，进行下述步骤S8；

若未出现第二终点的特征点，依次进行上述步骤S3、步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7，直至出现第二终点的特征点为止或者当前滴定次数超限为止。

6.一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，所述步骤S8：根据V₁、V₂及标准酸溶液浓度c_(HCl)、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根的浓度；

对于没有第一终点的特征点、只有第二终点的特征点的待测水样：

该情况下，待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根,步骤S1中待测水样的体积记为V，步骤S7中加入盐酸标准溶液的体积记为V2，其浓度记为c(HCl)。计算公式如下所示：

ρ(HCO3^-)＝V2×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(HCO3^-)——HCO3^-的浓度，g/L；

V2——步骤S7中从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

M3——HCO3^-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

7.根据权利要求6所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，对于既有第一终点的特征点、又有第二终点的特征点的待测水样，根据步骤S6中加入盐酸溶液的体积V1和步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2的大小:

当V1>V2时，溶液中OH^-和CO3^2-共存

ρ(OH^-)＝(V1-V2)×M1×c(HCl)/V

ρ(CO3^2-)＝V2×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(OH^-)——OH^-的浓度，g/L；

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M1——OH^-的摩尔质量，g/mol；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

8.根据权利要求7所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，当V1<V2时，溶液中HCO^3-和CO3^2-共存

ρ(CO3^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

ρ(HCO^3-)＝(V2-V1)×M3×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

ρ(HCO^3-)——HCO^3-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，mL；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

M3——HCO^3-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

9.根据权利要求8所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，当V1＝V2时，溶液中只有CO3^2-

ρ(CO3^2-)＝V1×M2×c(HCl)/V

式中，

ρ(CO3^2-)——CO3^2-的浓度，g/L；

V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；

M2——CO3^2-的摩尔质量，g/mol；

c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。

10.根据权利要求8所述的一种自动测量地层水等水样中离子含量的方法，其特征在于，所述第一终点的特征点为氧化还原电位值在180-310mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点；所述第二终点的特征点为氧化还原电位值在310-440mV范围内、且单位时间内氧化还原电位变化值最大的点。

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