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傳統(tǒng)的化學(xué)對(duì)酸、堿的認(rèn)識(shí)是一個(gè)從表象到本質(zhì)的過(guò)程。1923年提出的酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為：凡是能釋放出質(zhì)子（H^＋）的任何物質(zhì)都是酸；凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。酸與堿的關(guān)系可用下式表示為

酸質(zhì)子+堿

上述的關(guān)系式又稱為酸堿半反應(yīng)式，酸堿半反應(yīng)兩邊的酸堿物質(zhì)稱為共軛酸堿對(duì)。一種酸釋放一個(gè)質(zhì)子后形成其共軛堿，或者說(shuō)一種堿結(jié)合一個(gè)質(zhì)子后而形成其共軛酸。由此可見，酸和堿相互依存，又可以互相轉(zhuǎn)化。若酸給出質(zhì)子的傾向愈強(qiáng)，則其共軛堿接受質(zhì)子的傾向愈弱；若堿接受質(zhì)子的傾向愈強(qiáng)，則其共軛酸給出質(zhì)子的傾向愈弱。

（一）酸度

酸度是指水中所含能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量。這類物質(zhì)包括無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、強(qiáng)酸弱堿鹽等。自然水體由于溶入了大氣中的二氧化碳而有一定的酸度，而機(jī)械、選礦、電鍍、農(nóng)藥、印染、化工等行業(yè)排放的廢水都呈酸性，酸雨面積的擴(kuò)大也使自然水體的酸度增大，破壞了水生生物和農(nóng)作物的正常生活及生長(zhǎng)條件，造成魚類死亡，作物受害。所以，酸度是衡量水體水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

測(cè)定酸度的方法有酸堿指示劑滴定法和電位滴定法以及酸度計(jì)法。

1.酸堿指示劑滴定法

用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定水樣至一定pH值，根據(jù)其所消耗的量計(jì)算酸度。隨所用指示劑不同，通常分為兩種酸度：一是用酚酞作指示劑（其變色pH為8.3）測(cè)得的酸度稱為總酸度（酚酞酸度），包括強(qiáng)酸和弱酸；二是用甲基橙作指示劑（變色pH約3.7）測(cè)得的酸度稱強(qiáng)酸酸度或甲基橙酸度。單位以CaCO₃mg/L表示。

2.電位滴定法

以pH玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，與被測(cè)水樣組成原電池并接入pH計(jì)，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH計(jì)指示3.7和8.3，據(jù)其相應(yīng)消耗的氫氧化鈉溶液量分別計(jì)算兩種酸度。

本方法適用于各種水體酸度的測(cè)定，不受水樣有色、渾濁的限制。測(cè)定時(shí)應(yīng)注意溫度、攪拌狀態(tài)、響應(yīng)時(shí)間等因素的影響。取50ml水樣，可測(cè)定10-1000mg/L（以CaCO₃計(jì)）范圍內(nèi)的酸度。

（二）堿度

水的堿度是指水中所含能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量，包括強(qiáng)堿、弱堿、強(qiáng)堿弱酸鹽等。

天然水中的堿度主要是由重碳酸鹽、碳酸鹽和氫氧化物引起的，其中重碳酸鹽是水中堿度的主要形式。引起堿度的污染源主要是造紙、印染、化工、電鍍等行業(yè)排放的廢水及洗滌劑、化肥和農(nóng)藥在使用過(guò)程中的流失。

測(cè)定水中堿度的方法和測(cè)定酸度一樣，有酸堿指示劑滴定法和電位滴定法。前者是用酸堿指示劑指示滴定終點(diǎn)，后者是用pH計(jì)指示滴定終點(diǎn)。

水樣用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定至酚酞指示劑由紅色變?yōu)闊o(wú)色（pH8.3）時(shí)，所測(cè)得的堿度稱為酚酞堿度，此時(shí)OH^-已被中和，CO₃^2-被中和為HCO₃^-；當(dāng)繼續(xù)滴定至甲基橙指示劑由桔黃色變?yōu)榻奂t色時(shí)（pH約4.4），所測(cè)得的堿度稱為甲基橙堿度，此時(shí)水中的HCO₃^-也已被中和完，即全部致堿物質(zhì)都已被強(qiáng)酸中和完，故又稱其為總堿度。

設(shè)水樣以酚酞為指示劑滴定消耗強(qiáng)酸量為P，繼續(xù)以甲基橙為指示劑滴定消耗強(qiáng)酸量為M，二者之和為T（見圖3-26），則測(cè)定水的總堿度時(shí)，可能出現(xiàn)的5種情況見表3-19。

表3-19堿度的存在形態(tài)與滴定結(jié)果的關(guān)系

圖3-26水中堿度組成示意圖

根據(jù)使用兩種指示劑滴定所消耗的酸量，可分別計(jì)算出水中的各種堿度和總堿度，其單位常用mg/L。也可用以CaCO₃或CaO計(jì)的mg/L表示。