容量法測定硫酸鹽條件參數(shù)探討

楊秀蓮

（攀枝花新鋼釩公司能動中心，四川攀枝花617062）

容量法測定硫酸鹽條件參數(shù)探討

楊秀蓮

（攀枝花新鋼釩公司能動中心，四川攀枝花617062）

通過開展硫酸鹽容量法與經(jīng)典重量法的比對試驗，最終尋找到適宜攀鋼水質(zhì)特點的容量法測定水中硫酸鹽的條件參數(shù)，并根據(jù)實驗確定的參數(shù)進行回收試驗，達到了實驗要求，確保了方法檢測的準確度和精密度。

容量法；硫酸鹽；鋇鎂混合液；取樣量

1 概述

攀鋼生產(chǎn)用水全部取之于金沙江，金沙江原水經(jīng)處理合格后成為新水，補充到攀鋼各工序生產(chǎn)用水中。近幾年來隨著國家節(jié)能減排要求的不斷提高，公司在能動中心先后建成了兩座廢水處理回收站所，工藝要求深度處理合格的水打入生產(chǎn)水管網(wǎng)與新水混合成為中水，補充工序用水，以減少原水取水和廢水排放總量。工藝改造后的中水進入新水系統(tǒng)，使成分較簡單的新水變得復雜得多，部分檢測項目條件參數(shù)隨之發(fā)生了變化，結(jié)果要求快速反應。因此要求水質(zhì)檢測結(jié)果要快速、準確。其中一項硫酸鹽測定結(jié)果要求的時間和目前我們采用的方法就產(chǎn)生了很大的沖突。

硫酸鹽測定有幾種方法。其中以重量法最準確，是硫酸鹽測定的經(jīng)典的常用方法，也是我們目前采用的方法，但是此方法手續(xù)較多，費時較長，并且不宜于硫酸鹽含量較低的水樣；比濁法最為快速，精密度尚可，適用于不很渾濁、色度不深的水樣，但要求操作熟練，條件控制嚴格；容量法測定基于絡合滴定間接測定方法，但此方法受干擾物的影響較大，在較清潔的水樣，此法尚可采用，復雜水樣需作條件參數(shù)確定試驗；四羥基醌硅膠管法可作快速測定法使用。

綜合上述幾種硫酸鹽測定方法特點，結(jié)合攀鋼回用水質(zhì)特殊性，我們擬采用能縮短一定檢測時間，結(jié)果能達到分析要求的容量法測定水體中的硫酸鹽。同時按方法要求開展條件參數(shù)探究試驗，以便能快速準確得到檢測結(jié)果，指導現(xiàn)場生產(chǎn)。

2 實驗方案

儀器：錐形瓶、滴定管、加熱及過濾裝置、常用實驗設備。

試劑：EDTA標準滴定溶液、氨緩沖溶液、鉻黑T指示劑、鋇鎂混合溶液、鹽酸溶液、氯化鋇溶液。

試驗步驟

（1）水樣體積和鋇鎂混合液用量的確定：取5 mL水樣于10 mL試管中，加2滴鹽酸溶液，5滴氯化鋇溶液，搖勻，觀察沉淀生成情況，按表1確定取水量以及鋇鎂混合液用量。

（2）根據(jù)表1大致確定硫酸鹽含量后，用無分度吸管量取適量水樣VmL于錐形瓶中，加水稀釋至100 mL，大于100 mL者濃縮至100 mL，滴加鹽酸溶液，使剛果紅試紙由紅色變?yōu)樗{色，加熱煮沸1～2 min，以除去二氧化碳。

表1 硫酸鹽含量與鋇鎂混合液用量關系

（3）趁熱加入表1所規(guī)定的鋇鎂混合液同時不斷攪拌，并加熱至沸。沉淀陳化6 h后滴定。如沉淀過多，應過濾并用熱水洗滌沉淀及濾紙，洗滌液并入濾液后滴定。

（4）加入10 mL氨緩沖溶液，鉻黑T指示劑約20 mg，用EDTA標準溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)闇\藍色，記錄EDTA標準溶液用量V1。

（5）取與3.2同樣體積的水樣測定其中的鈣和鎂（Ca2++Mg2+），即水樣硬度，記錄EDTA標準溶液的用量V2。

（6）取100 mL蒸餾水，做全程序空白消耗體積V3。

結(jié)果表示：樣品中硫酸鹽（SO42-）的濃度C(mg/L)按下式計算：

C=[(V2+V3)-V1]×C×96.06×1000÷V

3 實驗過程

3.1 條件參數(shù)初步確定

為了檢驗試驗條件下硫酸鹽測試結(jié)果的準確性，我們開展了重量法（經(jīng)典方法，測定值視為真實值）與容量法測定結(jié)果比對試驗。

首先按步驟（1）取5 mL水樣于10 mL試管中，加2滴鹽酸溶液，5滴氯化鋇溶液，搖勻，觀察到有沉淀生成，初步判斷試驗需取水樣體積為25 mL，加鋇鎂混合液8 mL。第一次試驗結(jié)果見表2。

表2 比對過程（鋇鎂混合液8 mL）

表2可以看出軌梁和新二兩種水樣各取樣25 mL（平行樣），加入鋇鎂混合液8 mL，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)新二無沉淀產(chǎn)生，并且結(jié)果偏差較大，說明取水樣量較小或鋇鎂混合液加量過大。繼而對試驗方案進行適當調(diào)整，進行第二次試驗，結(jié)果如表3。

從表3可以看出取水樣50 mL，加入鋇鎂混合液4 mL，其中凈送、十凈送、軌梁、高質(zhì)、以及軌梁入口其結(jié)果偏差較大，分析原因不難發(fā)現(xiàn)，前四種水樣混合了污染較重，硫酸鹽含量偏高的回用水，說明水樣取量過大；而污染較小的軌梁入口硫酸鹽含量較低，誤差也較大，說明鋇鎂混合液加量偏大；新二測定結(jié)果準確率較高，可初步判斷取樣量和鋇鎂混合液加量匹配，在此基礎上可繼續(xù)開展試驗。

表3 比對過程(鋇鎂混合液4 mL)

3.2 水樣試驗

根據(jù)條件參數(shù)的確定，進行了水樣試驗，并對不同水樣取樣量和鋇鎂混合液加量進行了調(diào)整。試驗結(jié)果如表4所示。

表4 水樣比對過程

從試驗的結(jié)果：在一定的條件參數(shù)下水樣硫酸鹽濃度在50～200 mg/L的樣品，其相對誤差在-7.26%～9.94%之間，也說明硫酸鹽容量法檢測，我們根據(jù)不同水質(zhì)特點確定的水質(zhì)取樣量和鋇鎂混合液加量測定的結(jié)果在分析誤差要求范圍內(nèi)。

3.3 回收率試驗

為進一步檢驗方法的準確性，我們進行了必要的回收試驗，取一系列已知濃度的樣本,加入一定濃度的標準硫酸鹽,測定回收率,回收試驗結(jié)果見表5所示。

表5 回收率試驗結(jié)果

加標回收率在96.0%～106%之間，滿足方法驗證要求。

3.4 條件參數(shù)確定

通過上述樣品試驗和回收試驗我們確定了攀鋼水系統(tǒng)硫酸鹽容量分析的各種分析條件參數(shù)，如表6所示。

4 試驗討論

通過比對實驗，我們發(fā)現(xiàn)容量法測定硫酸鹽，檢測結(jié)果準確的關鍵在于條件參數(shù)的控制和滴定操作過程中的經(jīng)驗積累，具體總結(jié)有以下幾點：

表6 分析條件參數(shù)

（1）該方法限定試樣中硫酸鹽濃度一般不大于200 mg/L。濃度過大，鋇鎂混合液加量增大，沉淀產(chǎn)生較多，對滴定產(chǎn)生影響。因此，當50 mL水樣中硫酸鹽含量大于10 mg時，應適當稀釋水樣。

（2）根據(jù)EDTA絡合滴定特點，加入鋇鎂混合液必須適當過量，以維持溶液剩余Ba2+達到一定的濃度。但Ba2+剩余量太多時，又易使滴定終點不明顯，Ba2+量為SO42-量的1倍為合適。在鋇鎂按1:1混合時，當?shù)竭_滴定終點時Ba2+與SO42-比例應為1: 2，即可得到明顯的終點。由此可見，用此法獲得正確結(jié)果的關鍵在于選擇適當?shù)匿^鎂混合劑的用量及取試樣量，否則將造成很大的誤差。

（3）由于BaSO4的溶度積較小，根據(jù)絡合滴定中關于不需進行沉淀分離的判別式計算，在試驗條件下BaSO4不易溶解，因此，理論上不必分離沉淀而直接滴定。在實際操作中，為避免BaSO4沉淀吸附部分Mg2+和Ba2+而影響結(jié)果，應在滴定接近終點時，用力搖動0.5～1 min，使可能吸附在沉淀表面的離子分散到溶液中，然后迅速滴至終點。當大量沉淀影響到終點的觀察時，需采取過濾的方法除去。

（4）BaSO4沉淀陳化的條件和時間應掌握好，至少放置6 h，必要時。為縮短陳化時間，檢測結(jié)果更快，可將加沉淀劑后的試樣置于沸水浴上保溫陳化2 h，冷卻后滴定。

(5)滴定分析需在同一條件下進行，盡量消除可能產(chǎn)生誤差的因素。

5 結(jié)論

容量法測定硫酸鹽，方法簡單，操作步驟較重量法簡化，結(jié)果比較準確，在不是用于仲裁的情況下可縮短檢測時間，為現(xiàn)場提供快捷指導，可以運用于攀鋼生產(chǎn)用水日常的檢測。但是，此方法條件參數(shù)隨樣品成分的變化需要及時調(diào)整，定時開展與重量法的比對試驗；滴定過程要求嚴格，在消除系統(tǒng)誤差的前提下，應盡量減少偶然誤差的產(chǎn)生，即空白、硬度和樣品滴定操作必須在同一條件下進行。

[1]《化驗員讀本》化學工業(yè)出版社化學分析[J]北京化工大學劉針主編2003

[2]《分析化學》高等教育出版社華中師范大學東北師范大學陜西師范大學編

Discussion on Condition Parameters of Determining Sulfate by Volumetric Method

YANG Xiu-lian

(Energy Sources and Power Center,Panzhihua New Steel-Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua,Sichuan 617062,China)

The comparison test of the sulfate volumetric method and the conventional weight method is made.The volumetric method suitable for Pangang’s water quality characteristics is selected to determine condition parameters of sulfate in water.The determined parameters in the test are employed in the recovery test.It reaches the experiment requirements and ensures accuracy and precision of the method.

volumetric method;sulfate;mixed solution of barium magnesium;sampling amount

TQ085

B

1006-6764（2013）07-0064-04

2013-01-11

楊秀蓮（1969-），女，1989年畢業(yè)于西南師范大學化學系應用化學專業(yè)，大學本科，工程師，現(xiàn)從事化學檢測技術工作。