CN111896535A - 一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置及方法，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、酚酞溶液供给机构、甲基橙溶液供给机构，所述测量池内设有颜色传感器，颜色传感器通过信号板连接控制系统。本专利通过采用颜色传感器识别颜色突变终点，自动滴定、测量，完全替代了手工滴定和人工判断终点，完全符合相关标准和方法，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。

Description

一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置及方法

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颜色传感器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，本专利基于以上的技术缺陷，提供一种采用颜色传感器自动测量水质中碳酸根和重碳酸根的方法和装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种采用颜色传感器自动测量水质中碳酸根和重碳酸根的方法和装置，而且，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、重碳酸根含量的测定。本发明的原理主要是通过颜色传感器，一种优选的器件为TCS34725，代替人工进行滴定终点的自动判断。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用颜色传感器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、酚酞溶液供给机构、甲基橙溶液供给机构，所述测量池内设有颜色传感器，颜色传感器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第一定量泵；

所述酚酞溶液供给机构包括酚酞溶液池，与酚酞溶液池连接的酚酞溶液供给管，酚酞溶液供给管的端部连接测量池，酚酞溶液供给管上安装第二定量泵；

所述甲基橙溶液供给机构包括甲基橙溶液池，与甲基橙溶液池连接的甲基橙溶液供给管，甲基橙溶液供给管的端部连接测量池，甲基橙溶液供给管上安装第三定量泵。

进一步，所述控制系统信号连接搅拌器、第一定量泵、第二定量泵以及第三定量泵。

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，其中，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。

进一步，所述颜色传感器的型号为TCS34725。颜色传感器对相似颜色和色调的检测可靠性较高。一种优选的颜色传感器为红绿蓝颜色传感器，它是通过测量构成物体颜色的三基色的反射比率实现颜色检测的。由于这种颜色检测法精密度极高，所以红绿蓝颜色传感器能准确区别极其相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调。本发明通过红绿蓝颜色传感器检测混合溶液颜色的方式来确定滴定终点。

一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，包括如下步骤：

S1、取待测水样0.2-10mL，记待测水样体积为V，加入经煮沸30分钟的去离子水50mL，记录此时该混合溶液的颜色值为空白颜色值；

S2、向步骤S1中混合溶液加入3滴酚酞试剂，测定此时混合溶液的颜色值，记为初始颜色值；

S3、若初始颜色值为无色，则说明待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根，此时在待测水样中加入2滴甲基橙溶液，此时溶液应为黄色，然后通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，至待测水样的颜色至第二特征颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)；

S4、若初始颜色值为粉红色，则通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色变化至第一特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₁和浓度c(HCl)；

S5、向所述步骤S4的混合溶液添加2滴甲基橙溶液，加入甲基橙溶液后混合溶液应为黄色，记录加入甲基橙溶液后混合溶液的颜色值，然后继续通过第一定量泵以一定的速度自动加入已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色至第二特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)。

其中，所述第二特征颜色为粉红色，第一特制颜色为空白颜色，第一特制颜色和第二特制颜色通过颜色传感器识别。

进一步，碳酸根、重碳酸根含量的计算方法如下：

对于S2步骤中初始颜色值为无色的待测水样：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S3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：

ρ(HCO₃ ^-)＝V₂×M₃×c(HCl)/V

式中，ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；V₂——步骤S3中加入盐酸标准溶液的体积，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，对于步骤S2中初始颜色值为粉红色的待测水样，根据步骤S4中加入盐酸溶液的体积V₁和步骤S5中加入盐酸溶液的体积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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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S4中加入盐酸标准溶液的体积，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。

本发明的有益效果为：本专利通过采用颜色传感器识别颜色突变终点，自动滴定、测量，完全替代了手工滴定和人工判断终点，完全符合相关标准和方法，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。

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。

具体实施方式

如图1所示，一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置，包括测量池1，设置在测量池1内的搅拌器2以及与测量池1连通的标准盐酸溶液供给机构、酚酞溶液供给机构、甲基橙溶液供给机构，测量池1内设有颜色传感器3，颜色传感器3通过信号板4连接控制系统5；

标准盐酸溶液供给机构包括标准盐酸溶液池6，与标准盐酸溶液池6连接的标准盐酸溶液供给管7，标准盐酸溶液供给管7的端部连接测量池1，标准盐酸溶液供给管7上安装第一定量泵8；

酚酞溶液供给机构包括酚酞溶液池9，与酚酞溶液池9连接的酚酞溶液供给管10，酚酞溶液供给管10的端部连接测量池1，酚酞溶液供给管10上安装第二定量泵11；

甲基橙溶液供给机构包括甲基橙溶液池12，与甲基橙溶液池12连接的甲基橙溶液供给管13，甲基橙溶液供给管13的端部连接测量池1，甲基橙溶液供给管13上安装第三定量泵14。

其中，控制系统5信号连接搅拌器2、第一定量泵8、第二定量泵11以及第三定量泵14。控制系统5带有显示屏和按键15，控制系统5连接电源16，其中，控制系统的芯片型号为i.mx287。

进一步，测量池1上设有进水口17、出水口18以及排污口19，进水口17供给待测水样。颜色传感器3的型号为TCS34725。颜色传感器3对相似颜色和色调的检测可靠性较高。一种优选的颜色传感器为红绿蓝颜色传感器，它是通过测量构成物体颜色的三基色的反射比率实现颜色检测的。由于这种颜色检测法精密度极高，所以红绿蓝颜色传感器能准确区别极其相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调。本发明通过红绿蓝颜色传感器检测混合溶液颜色的方式来确定滴定终点。

进一步，如图2所示，一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，包括如下步骤：

S1、取待测水样0.2-10mL，记待测水样体积为V，加入经煮沸30分钟的去离子水50mL，记录此时该混合溶液的颜色值为空白颜色值；

S2、向步骤S1中混合溶液加入3滴酚酞试剂，测定此时混合溶液的颜色值，记为初始颜色值；

S3、若初始颜色值为无色，则说明待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根，此时在待测水样中加入2滴甲基橙溶液，此时溶液应为黄色，然后通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，至待测水样的颜色至第二特征颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)；

S4、若初始颜色值为粉红色，则通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色变化至第一特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₁和浓度c(HCl)；

S5、向所述步骤S4的混合溶液添加2滴甲基橙溶液，加入甲基橙溶液后混合溶液应为黄色，记录加入甲基橙溶液后混合溶液的颜色值，然后继续通过第一定量泵以一定的速度自动加入已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色至第二特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)。

其中，所述第二特征颜色为粉红色，第一特制颜色为空白颜色，第一特制颜色和第二特制颜色通过颜色传感器3识别。

进一步，碳酸根、重碳酸根含量的计算方法如下：

对于S2步骤中初始颜色值为无色的待测水样：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S3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：

ρ(HCO₃ ^-)＝V₂×M₃×c(HCl)/V

式中，ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；V₂——步骤S3中加入盐酸标准溶液的体积，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，对于步骤S2中初始颜色值为粉红色的待测水样，根据步骤S4中加入盐酸溶液的体积V₁和步骤S5中加入盐酸溶液的体积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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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，mo l/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S4中加入盐酸标准溶液的体积，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。

下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明，具体如下：

实施例1

该实施例中添加酚酞后混合溶液的初始颜色为粉红色，测量该水样中的碳酸根、重碳酸根的方法步骤如下：

S1、取待测水样0.2-10mL，实际取样体积记为V，加入经煮沸30分钟的去离子水50mL，记录此时溶液颜色值为空白颜色值；

S2、通过第二定量泵11向步骤S1中混合溶液加入3滴酚酞试剂(150μL)，测定此时混合溶液的颜色值，记为初始颜色值，此时应为粉红色。

S3、通过第一定量泵8以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，直至所述待测水样的颜色变化至第一特制颜色值(S1步骤中的空白颜色值)，记录加入盐酸溶液的体积V₁和浓度c(HCl)。

S4、通过第三定量泵14向步骤S4到达第一特制颜色值(S1步骤中的空白颜色值)的混合溶液添加2滴甲基橙溶液(100μL)，加入甲基橙溶液后，混合溶液应为黄色，记录加入甲基橙溶液后混合溶液的颜色值，然后继续通过定量泵等装置以一定的速度自动加入已知浓度的盐酸溶液，直至所述待测水样的颜色至第二特制颜色值(粉红色)，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)。

S5、计算水样中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量。计算公式如下：

①当V₁>V₂时，溶液中OH^-和CO₃ ^2-共存

ρ(OH^-)＝(V₁-V₂)×17.01×c(HCl)/V

ρ(CO₃ ^2-)＝V₂×60.02×c(HCl)/V

②当V₁<V₂时，溶液中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-共存

ρ(CO₃ ^2-)＝V₁×60.02×c(HCl)/V

ρ(HCO₃ ^-)＝(V₂-V₁)×61.02×c(HCl)/V

③当V₁＝V₂时，溶液中只有CO₃ ^2-

ρ(CO₃ ^2-)＝V₁×60.02×c(HCl)/V

其中，ρ(OH^-)表示氢氧根的浓度，单位为mg/L、ρ(CO₃ ^2-)表示碳酸根的浓度，单位为mg/L、ρ(HCO₃ ^-)表示重碳酸根的浓度，单位为mg/L，V₁、V₂和V的单位是mL，c(HCl)表示盐酸标准溶液的浓度，单位为mol/L。

实施例2

该实施例中添加酚酞后混合溶液的颜色仍为空白颜色值，即无变化，测量该水样中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根的方法步骤如下：

S1、取待测水样0.2-10mL，实际取样体积记为V，加入经煮沸30分钟的去离子水50mL，记录此时溶液颜色值为空白颜色值；

S2、通过定量泵2向步骤S1中混合溶液加入3滴酚酞试剂(150μL)，测定此时混合溶液的颜色值，记为初始颜色值，此时应仍为空白颜色值，即加入酚酞后颜色无变化。

S3、通过定量泵3向所述S3的混合溶液添加2滴甲基橙溶液(100μL)，加入甲基橙溶液后，混合溶液应为黄色，记录加入甲基橙溶液后混合溶液的颜色值，然后继续通过定量泵1以一定的速度自动加入已知浓度的盐酸溶液，直至所述待测水样的颜色至第二特制颜色值(粉红色)，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)。

S5、计算水样中的碳酸根、重碳酸根和氢氧根含量。计算公式如下：

此时溶液中只有HCO₃ ^-：

ρ(HCO₃ ^-)＝V₂×61.02×c(HCl)/V

其中，ρ(HCO₃ ^-)表示重碳酸根的浓度，单位为mg/L，V₁、V₂和V的单位是mL，c(HCl)表示盐酸标准溶液的浓度，单位为mol/L。

本专利通过采用颜色传感器识别颜色突变终点，自动滴定、测量，完全替代了手工滴定和人工判断终点，完全符合相关标准和方法，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。

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 (9)

1.一种采用颜色传感器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、酚酞溶液供给机构、甲基橙溶液供给机构，其特征在于，所述测量池内设有颜色传感器，颜色传感器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第一定量泵；

所述酚酞溶液供给机构包括酚酞溶液池，与酚酞溶液池连接的酚酞溶液供给管，酚酞溶液供给管的端部连接测量池，酚酞溶液供给管上安装第二定量泵；

所述甲基橙溶液供给机构包括甲基橙溶液池，与甲基橙溶液池连接的甲基橙溶液供给管，甲基橙溶液供给管的端部连接测量池，甲基橙溶液供给管上安装第三定量泵。

2.根据权利要求1所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置，其特征在于，所述控制系统信号连接搅拌器、第一定量泵、第二定量泵以及第三定量泵。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置，其特征在于，所述测量池上设有进水口、出水口以及排污口。

5.根据权利要求3所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的装置，其特征在于，所述颜色传感器的型号为TCS34725。

6.一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取待测水样0.2-10mL，记待测水样体积为V，加入经煮沸30分钟的去离子水50mL，记录此时该混合溶液的颜色值为空白颜色值；

S2、向步骤S1中混合溶液加入3滴酚酞试剂，测定此时混合溶液的颜色值，记为初始颜色值；

S3、若初始颜色值为无色，则说明待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根，此时在待测水样中加入2滴甲基橙溶液，此时溶液应为黄色，然后通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，至待测水样的颜色至第二特征颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)；

S4、若初始颜色值为粉红色，则通过第一定量泵以一定的速度自动添加已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色变化至第一特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₁和浓度c(HCl)；

S5、向所述步骤S4的混合溶液添加2滴甲基橙溶液，加入甲基橙溶液后混合溶液应为黄色，记录加入甲基橙溶液后混合溶液的颜色值，然后继续通过第一定量泵以一定的速度自动加入已知浓度的盐酸溶液，直至待测水样的颜色至第二特制颜色值，记录加入盐酸溶液的体积V₂和浓度c(HCl)。

7.根据权利要求6所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，其特征在于，所述第二特征颜色为粉红色，第一特制颜色为空白颜色，第一特制颜色和第二特制颜色通过颜色传感器识别。

8.根据权利要求7所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，其特征在于，碳酸根、重碳酸根含量的计算方法如下：

对于S2步骤中初始颜色值为无色的待测水样：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S3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：

ρ(HCO₃ ^-)＝V₂×M₃×c(HCl)/V

式中，ρ(HCO₃ ^-)——HCO₃ ^-的浓度，g/L；V₂——步骤S3中加入盐酸标准溶液的体积，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。

9.根据权利要求7所述的一种采用颜色传感器自动测量水质中离子的方法，其特征在于，对于步骤S2中初始颜色值为粉红色的待测水样，根据步骤S4中加入盐酸溶液的体积V₁和步骤S5中加入盐酸溶液的体积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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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S4中加入盐酸标准溶液的体积，mL；V₂——步骤S5中加入盐酸标准溶液的体积，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S4中加入盐酸标准溶液的体积，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。

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