離子比例系數分析方法

1. 配合物穩定常數的測定中的比例系數k為多少

配合物穩定常數（也稱形成常數，結合常數） 是在溶液中形成配合物的平衡常數。它是反應物之間形成配合物的相互作用的強度的量度。配合物主要有兩種：金屬離子和配體相互作用形成的配合物和超分子配合物, 例如主客體配合物和陰離子配合物。這個穩定常數能提供計算配合物在溶液中的濃度時所需的信息。它在化學，生物學和葯學等領域應用廣泛。

2. 離子分析儀的操作方法

1．儀器開機進入系統自檢，檢測各主要部件的功能是否正常，如：儀器主板、列印機、液路檢測（由液檢器完成）、分配閥及閥檢器等，可智能識別判斷故障，自動提示。
2．進入活化電極程序，具有電極活化計時功能，精確把握活化時間，以提高電極的使用壽命，確保電極穩定性。時間為30分鍾倒計時，可按NO 鍵直接退出活化電極程序。
3．進入主菜單，首先進行電極定標，通過定標確保儀器穩定性。
4．選擇水樣分析，經5次以上的質控測試後，可自動生成、列印質控報告，計算出所做質控次數的平均值、標准偏差、變異系數。
5． 智能液體檢測程序，確保進樣及測量准確， 測量過程自動提示，您方便的向導， 可24小時待機，在待機狀態能自動保養，有自動正反沖洗功能， 簡短的液路，獨有正反沖洗自動定標及沖洗管道系統，杜絕交叉污染。
6． 30孔位自動進樣系統，設有質控M孔位及廢液孔位W位。一次可檢測30個標本。
7． 自動列印、手動列印可選，節約列印紙。報告單：綜合信息報告，可設置參考范圍值及列印。
8． 採用美國井口壓緊式動力泵管，增長泵管使用壽命。
9．測量方法：離子選擇性電極（ISE）直接法。
10．檢測項目：氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca 2 + 、Mg 2 +離子）、K+、Na+等項目。

3. 比例系數分析法的應用

在水的化學成分中，各種組分之間的含量比例系數常常被用來研究某些水文地球化學問題，因為不同成因或不同條件下形成的地下水，某些比例系數在數值上有比較明顯的差異，因此可以利用這類系數判斷地下水的成因。

比例系數可能是兩個組分之間的比值，也可能是一個組分與幾個組分之間的比值等等，視具體情況而定。比例系數的計算方法也有多種，例如鈉/氯比例，可以是mg/L之間的比值，記為Na/Cl；也可以meq/L之間的比值，記為γ_Na/γ_C1。

比例系數可用來判斷地下水的成因和地下水化學成分的來源或形成過程，或者用比例系數進行地下水化學類型的分類。

（一）判斷地下水成因的比例系數

Cl/Br、Br/I、Ca/Sr和γ_Na/γ_C1屬於這種類型的系數。

1.Cl/Br系數

氯與溴都是鹵族元素，物理性質很相近，它們在海水中同時存在，而在一般的淡水水體中，Br的含量很微，所以Cl/Br系數是海水的特徵系數。在大洋水中，Cl/Br約為300（局部海水例外）；如果是殘余海水，由於濃縮而產生NaCl沉澱，溴化物的溶解度比NaC1大，所以殘余海水中Br相對濃集，Cl/Br＜300；如果是貧溴的含岩鹽地層的溶濾水，則Cl/Br＞300。

Cl/Br系數不僅常用於判斷深層水（鹵水、鹽水）的成因，而且可根據Cl/Br系數判斷海水入侵淡水含水層的范圍和程度。

2.Br/I系數

Br和I同屬鹵族元素，但它們的地球化學行為不同，I很容易為生物體所攝取。正常海洋水的Br/I系數約為1300。由於I在海生生物體中濃集，所以含有大量有機殘骸的海相淤泥沉積水中含I大量增加，Br/I大大低於正常海洋水。分析深層地下水的Br/I系數，常常可以判斷該水是否是海相沉積水，或者其組成含有海相沉積水。

3.γ_No/γ_C1系數

標准海水的γ_Na/γ_C1系數平均值為0.85。如果海相沉積水在地質歷史過程中，海相沉積水中的Na⁺與地層中的交換性鈣離子產生陽離子交換，則Na⁺含量下降，γ_Na/γ_C1小於0.85。如果地下水主要是含岩鹽地層溶濾而成，則γ_Na/γ_C1應接近於1。

4.Ca/Sr系數

當海水濃縮產生鹽類沉澱時，SrSO₄（天青石）的沉澱在CaCO₃之後，在CaSO₄·2H₂O和CaSO₄之前。因此，碳酸鹽沉積岩中的SrA不富集，溶濾此類岩層的地下水的Ca/Sr系數也就較大，近200。但是，正常海洋水的Ca/Sr系數本來就比較高，鹽類濃縮沉澱後就更高，所以，與海水有關的沉積水的Ca/Sr系數約33。

上述系數主要是用於判斷深層地下水是否是海相沉積水或者有海相沉積水的組成。但是，我們不能孤立地單獨地運用它們，否則會得出錯誤的結論。因為在漫長的地質歷史中、地層沉積水經歷了許多地質和地球化學作用，純粹的沉積水很難存在。所以，正確使用上述系數的方法是：綜合分析各種水化學指標，A且結合地質歷史過程及地質、水文地質條件，進行綜合的分析。

（二）判斷地下水化學成分的形成及其來源的系數

這類系數目前尚無公認的准則和固定的概念，許多都是在分析具體區域的水化學資料時提出來的。比如γ_Mg/γ_Ca系數，有些人用它來判斷地下水是來自灰岩或者是白雲岩，如來自灰岩含水層，γ_Mg/γ_Ca應＜1；如果來自白雲岩含水層，γ_Mg/γ_Ca系數可能接近於1；有些人用它來判斷海水入侵范圍和程度。因為海水中Mg總比Ca大得多，其γ_Mg/γ_Ca約為5.5，一般地下淡水不可能達到如此高值，因此，在求得當地的地下淡水的γ_Ca/γ_Mg背景值後，就很容易用γ_Ca/γ_Mg系數來判斷海水的入侵范圍和程度。這種方法比用Cl/Br系數更方便，因為測定地下水中的Br很困難，常常沒有Br的數據。

（三）利用比例系數進行水化學類型的劃分

利用比例系數進行水化學類型的劃分A不普遍。這里值得介紹的是著名學者蘇林，他利用陰陽離子的毫克當量比例系數進行地下水化學類型分類，人們稱這種方法為蘇林分類。其分類方法如下：

1.當γ_Na/γcl＞1時：

屬Na₂SO₄型水]]

+除與Cl^-結合成NaC1外，還與

結合成Na₂SO₄，故構成Na₂SO型水。

屬NaHCO₃型水]]

+除與Cl^-和

結合成NaC1和Na₂SO₄外，還與

結合成NaHCO₃，故構成NaHCO₃型水。

2.當γ_Na/γ_C1＜1時

屬MgCl₂型水]]

-除與Na⁺結合成NaC1外，還與Mg²⁺結合成MgCl₂，故構造MgCl₂型水。

屬CaCl₂型水]]

-除與Na⁺和Mg²⁺結合成NaC1和MgCl₂外，還與Ca²⁺結合成CaCl₂，故構成CaCl₂型水。

蘇林認為，上述以比例系數的分類，可以判明地下水的成因類型，但他這種觀點目前許多學者在實踐應用中提出了許多問題，不能單純以這種分類去判明地下水的成因類型。不可否認的，他的分類曾廣泛應用於油氣田水化學研究，我國廣大油氣田的地下水多屬NaHCO₃型及CaCl₂型，但內陸淺層地下水中，有時也出現CaCl₂型水。這些類型水的形成，仍然是一個復雜的有爭論的問題。

總之，比例系數法還在不斷地探討。據文獻報道^〔12〕，斯科勒（Schoeller,1955）曾應用它研究與石油有關的水；懷特（White,1960）曾提出以百分比表示離子濃度比例系數，A認為這些系數代表不同來源水的化學特性，等等。

4. 用離子選擇性電極標准曲線法進行定量分析有何優點應注意什麼

敏 我被你的問題吸引來了
強調緩沖液作用：維持待測強度恆定，使活度系數固定，以減小換算和保證測得值的准確。
注意：標准溶液的組成與試液組成相近，離子強度必須一致，活度系數要相同，並且在相同的溫度之下。
優點：1可測范圍廣，適合批量樣品分析；2即使電極響應不完全服從Nernst方程，也可以得到滿意結果。

5. 電位分析法測定離子的濃度時常加入總離子強調調節緩沖溶液該溶液中加入哪三類

1、離子強度調節劑（常用的惰性電解質包括硝酸鉀、氯化鈉、高氯酸鉀等），作用是穩定離子強度，使活度系數相同。
2、緩沖劑（最常用的是醋酸-醋酸鈉緩沖對），作用是維持穩定的pH。
3、掩蔽劑（常見的掩蔽劑主要是絡合劑，在TISAB中應用較多的包括EDTA，檸檬酸鉀等），作用是掩蔽干擾離子。

6. 比例系數

人們習慣利用鹵水中的某些離子組分之間的比例系數(比值)來研究鹵水的形成問題，這些比例系數最常用的有γNa/γCl系數(Na⁺和Cl^－的(毫)克當量之比)、Cl/Br(或Br/Cl)系數、Cl/I(或I/Cl)系數等。

γNa/γCl系數:由淡水溶解含鹽(特別是岩鹽)地層中的礦物形成的鹵水(簡稱溶鹽鹵水)，此系數值通常接近1或大於1;海水的此系數值為0.85;海相蒸發岩沉積後形成的殘余鹵水(簡稱蒸發岩鹵水)，此系數值一般小於0.85;非海相蒸發岩沉積地層中保存的沉積鹵水此系數值更小。

Cl/Br系數:溶鹽鹵水此系數值大於2500;沉積鹵水此系數值小於400。

Cl/I系數:溶鹽鹵水此系數值大於10⁵;沉積鹵水此系數值小於10⁵。

但是上述比例系數的數值標准也不是絕對的，有些蒸發岩鹵水的γNa/γCl系數值可能大於0.9甚至接近1。可見，使用比例系數來判斷鹵水的形成是初步的，需要結合其他證據進行分析。

7. 硫酸根離子檢測方法

檢測硫酸根含量的方法很多，主要有重量法、滴定法、分光光度法、離子色譜法（IC法）、濁度計法、原子吸收法（AAS）、ICP-AES法等。其中，重量法、IC法、濁度計法是檢測油田水中硫酸根含量推薦的三種方法；滴定法、分光光度法在油田上的應用較為廣泛；光譜法是新型的檢測方法。

硫酸根與金屬鋇離子結合會產生硫酸鋇白色沉澱，但有許多不溶性鋇鹽也為白色，但它們多溶於酸，而硫酸鋇不溶於酸。

因此檢驗硫酸根離子時，通常先使用鹽酸使實驗環境酸化，排除碳酸根的干擾，然後加入可溶鋇鹽，如氯化鋇，以此確定液體是否含有硫酸根離子。

同時要注意到：必須先加入鹽酸，後加入氯化鋇，否則易受銀離子干擾，產生白色沉澱，影響檢驗。

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實驗室製法

1、可以用FeSO4·7H2O加強熱，用加冰水混合物的U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，理論可得29.5%的H2SO4。關鍵在於尾氣吸收。

2、可將二氧化硫氣體通入雙氧水製取硫酸，此法佔率較低。

3、另一種少為人知的方法是，先把12.6摩爾濃度的鹽酸加入焦亞硫酸根（S2O52-），接著把所產生的氣體打入硝酸，這會釋出棕色/紅色的氣體，當再無氣體產生時就代表反應完成。

8. 現代水-岩作用

本次工作收集分析了以往水文地質研究成果和資料，然後根據各區水文地質條件進行采樣點布置，取樣點分布如圖2-30所示。

圖2-30 取樣點位置分布圖

（一）不同地層易溶鹽

由於水岩之間的相互作用，區域地層的地球化學特徵對地下水的化學成因具有很大的影響。

1.白堊系易溶鹽

早白堊系乃家河組主要由碎裂狀紫紅色和灰色含白雲質鈉長石泥岩、含硬石膏（或鈣芒硝）白雲質泥岩、鈣芒硝泥岩、硬石膏泥質岩、無水芒硝岩及岩鹽、角礫狀岩鹽等組成。易溶鹽類的主要礦物包括石鹽（NaCl）、無水芒硝（Na₂SO₄）、鈣芒硝（Na₂SO₄·CaSO₄）和硬石膏（CaSO₄）。

2.古近系及新近系易溶鹽

根據測試結果，各層中Na⁺和K⁺在陽離子中所佔比重較大，Ca²⁺的含量相比起Mg²⁺來說要大一些，干河溝組陰離子中

所佔的比重較大，除了干河溝組以外的其他地層中，

所佔的陰離子比重較大。紅柳溝組所測八大離子的含量相比起其他層組含量都比較高，這一特徵表明紅柳溝組地層中含鹽量最高。古近系清水營組和寺口子組地層中的易溶鹽對地下水水質的影響比較大。

（二）主要離子分布特徵

1.月亮山-馬東山單元地下水主要離子分布特徵

（1）主要離子的百分含量

月亮山-馬東山單元地下水中的陽離子的相對百分含量分布比較均勻。水中的陰離子主要分布在SO₄-HCO₃區間，Cl百分含量相對較低，表明月亮山-馬東山單元地下水的水化學類型以硫酸鹽和碳酸鹽類水為主。

（2）地下水的水化學類型

月亮山-馬東山單元地下水的水化學類型主要是硫酸鹽類水，是地層中石膏類易溶鹽溶濾作用的結果。其中，低礦化的HCO₃-SO₄型水分布在河谷上游的支流上，即地下水的補給區；以

為主要陰離子的SO₄-HCO₃型和SO₄型水多分布在主河溝水面較寬闊的地段，為月亮山-馬東山單元地表水匯集區，地下水滲透路徑相對較長；以Cl^-為主要陰離子的SO₄-Cl型和Cl-SO₄型水的礦化度高，主要分布在斷裂帶和寺口子水庫附近，反映地下水循環深度較大、滲透路徑較長。

（3）地下水的鹽度

根據測試數據，礦區區域TDS（地下水中總溶解固體）分布如圖2-31所示。

礦區區域有控水意義的地表分水嶺有兩條，分布在Ⅰ區的西部和Ⅲ區的中部，為當地地下水的補給區。在分水嶺附近出露的下降泉TDS＜1g/L，為淡水；寺口子水庫附近地形低窪，是本區地下水的排泄區，地下水以微鹹水和鹹水為主；鹹水和鹵水主要分布在斷裂帶上或高程小的地下水排泄區。由此說明，地下水循環距離和深度決定地下水的礦化程度。

2.清水河上游平原水文地質單元地下水主要離子分布特徵

據水化學統計，地下水水質石河堡以南水質較好，礦化度＜1g/L，局部1～3g/L，以北水質逐漸變差，礦化度1～3g/L和＞3g/L，水化學類型由南而北HScm-HSnm-SHnm-SCnc-SCnm型水，在盆地邊緣局部地方出現零星的CSnm型水，主要是受來自山地及丘陵區少量高礦化水污染或含水層本身原始含鹽量較高所致。在黃土塬地區，據鑽孔資料，下部砂礫石層中的孔隙水具有承壓性，而上部黃土層孔隙水則為潛水，其間夾有石質黃土和砂粘土層。黃土層孔隙水主要接受大氣降水垂直入滲補給，以滯緩的速度向四周排泄，構成獨立水文地質單元，黃土層水量貧乏，單孔涌水量0.186L/s，水位埋深20～40m，含水層厚度66.02m，水質良好，礦化度1.2g/L左右，屬於HSnm型水。

造成礦化度增高的原因是多因素相互作用的結果，地下水在長途徑流過程中溶解含水層中的易溶鹽和來自寺口子、莧麻河側向礦化水的滲入，使得水中礦物元素劇增，礦化度升高，水質變差。

（三）水-岩作用分析

月亮山-馬東山水文地質單元地處基岩山區，地下水的補給來源是大氣降水。因此，溶濾作用是地下水化學成分的主要作用。區內易溶鹽類礦物主要有石鹽（NaCl）、鈣芒硝（Na₂SO₄·CaSO₄）、無水芒硝（Na₂SO₄）、硬石膏（CaSO₄）等，根據離子比例系數分析判斷易溶鹽類礦物在地下水化學形成中作用。

1.TDS與主要離子成分關系

區內地下水中，TDS＜5（g/L）的淡水、微鹹水和半鹹水滲透路徑短、循環深度淺。地下水以SO₄鹽類礦物溶解為主（圖2-32、圖2-33）。

圖2-31月亮山-馬東山單元地下水TDS分布

圖中藍色充填的水樣點表示淡水；綠色表示微鹹水；黃色為半鹹水；紫紅色和紅色表示鹹水和高礦化的鹵水

圖2-32和圖2-33顯示，隨著地下水中TDS增加，三種主要陽離子呈線性增加，三種主要陰離子中只有

線性增大，

略有減少，Cl^-沒有明顯變化。上述易溶鹽礦物中石鹽（NaCl）的溶解度最大，但未出現在低礦化水中，說明地下水循環深度淺，地下水在石鹽礦上覆地層中滲透。

圖2-34和圖2-35是TDS＞5（g/L）的鹹水，圖中TDS與Na⁺、Cl^-離子呈線性相關，Ca²⁺、Mg^2-、

、

離子與 TDS 無明確的函數關系。初步推斷，鹹水（TDS＞5g/L）以石鹽（NaCl）溶解為主。從圖2-31可知，TDS＞5（g/L）的水樣點出現在月亮山-馬東山水文地質單元Ⅲ區邊緣的斷裂帶或寺口子水庫（最低排泄基準面）附近，地下水循環深度較大、滲透路徑較長。

圖2-32 半鹹水陽離子與TDS關系

圖2-33 半鹹水陰離子與TDS關系

圖2-34 鹹水陽離子與TDS關系

圖2-35 鹹水陰離子與TDS關系

2.SO₄鹽類礦物溶濾

前文分析認為，在TDS＜5（g/L）時，地下水以SO₄鹽類礦物溶解為主。區內SO₄鹽類礦物主要是鈣芒硝（Na₂SO₄·CaSO₄）、無水芒硝（Na₂SO₄）、硬石膏（CaSO₄），溶解到地下水中以後SO₄-（Na+Ca）應保持一定的比例關系。為此，繪制出SO₄-（Na+Ca）關系散點圖（圖2-36、圖2-37）。

圖2-36是TDS＜5（g/L）時的散點圖，SO₄與（Na+Ca）之間呈很好的線性關系。在理想條件下（Na+Ca）/SO₄比值為1：1關系，圖中散點分布略有偏差。在SO₄濃度（meq/L）低時，散點分布在1：1線的上方，地下水中的Ca多於SO₄鹽類礦物溶解生成的Ca。原因是淡水或微鹹水中來源於方解石類礦物溶解生成的Ca所佔比例較大。當SO₄濃度（meq/L）較高時，散點落在1：1線下方，地下水中有CaCO₃沉澱。

圖2-37是TDS＞5（g/L）時的散點圖。前4個點落在1：1線上，後2個點遠離1：1線。前者是山區出露的高礦化泉，如臭水河泉、硝大泉等，地下水同時溶解SO₄鹽類礦物和石鹽。硫酸根離子在缺氧環境下被硫細菌還原為硫化氫（H₂S），形成臭泉。後者中河鄉上店子村Q15勘探孔中的水樣，SO₄鹽類礦物溶解對地下水化學成分的形成退居次要作用，石鹽占據主導地位。

圖2-36 半鹹水Na+Ca與SO₄關系

圖2-37 鹹水Na+Ca與SO₄關系

3.石鹽溶濾

繪制Cl-Na關系散點圖，圖2-38是TDS＜5（g/L）時的散點圖，圖2-39為TDS＞5（g/L）的散點圖。當TDS＜5（g/L）時，散點分布在1：1線上方，Cl-Na關系線的斜率遠大於1，即地下水中Na⁺的增加速率遠大於Cl^-的增加速率，說明大量的Na⁺並非來自於NaCl的溶濾。根據後文水文地球化學模擬結果，Na⁺應來源於陽離子吸附交換作用。

當TDS＞5（g/L）時（圖2-39），散點平行於1：1線分布在線的上方。兩者平行說明Cl和Na來自NaCl的溶解，散點落在1：1 線上方是因為水中含有芒硝等其他礦物溶濾形成的Na⁺。由此表明，在TDS＞5（g/L）的鹹水中石鹽溶濾逐步占據主導地位。

圖2-38 半鹹水Na與Cl關系

圖2-39 鹹水Na與Cl關系

根據Q15勘探孔抽水試驗資料，Q15號孔孔深1300m，水位埋深328.82m，抽水試驗出水量130.392m³/d，水位降深335.4m，滲透系數為0.0312m/d，抽水試驗後水位恢復歷時4個月。這一現象說明：埋藏深度較大的石鹽礦位於區域地下水深循環地段，徑流滯緩、補給條件差。天然條件下，地下水對岩鹽礦層的破壞作用較弱。

另外，從礦區大泉的水質分析可知：高礦化的臭水河泉（含H₂S）和硝大泉的水化學成分以SO₄鹽溶蝕為主，其餘大泉為淡水泉或微鹹水泉，這也說明區域地下水天然排泄水體中NaCl含量少，地下水對岩鹽礦層的破壞作用弱。

通過上述分析，在天然條件下，地下水對岩鹽礦層的破壞作用較弱。

9. 地下水化學離子比例系數怎麼計算

比例是百分比%,參與計算的各比例相加等於100%
例如,A100,B50,C80
A的比例=100 /（100+50+80）*100%=43.478%
B的比例=50 /（100+50+80）*100%=21.740%
C的比例=80 /（100+50+80）*100%=34.783%
系數是小數點0.**,參與計算的各系數相加等於1
還是上例
A的系數=100 /（100+50+80）= 0.435
B的系數=50 /（100+50+80） = 0.217
C的系數=80 /（100+50+80） = 0.348

10. pH計算方法（大學）

ph值計算方法：

單一溶液pH的計算方法：

1、強酸

cmol·L－1HnA強酸溶液，c（H＋）＝ncmol·L－1―→pH＝－lgnc。

2、強鹼

cmol·L－1B（OH）n強鹼溶液，c（OH－）＝ncmol·L－1，

n（H＋）＝mol·L－1―→pH＝14＋lg＿nc。

混合溶液pH的計算方法如下圖：

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pH是水溶液最重要的理化參數之一。

凡涉及水溶液的自然現象。化學變化以及生產過程都與pH有關，因此，在工業、農業、醫學、環保和科研領域都需要測量pH。

pH是沒有計量單位的，不是任何一個單位都有計量單位，像pH、化學平衡常數、電離平衡常數都沒有計量單位。