工業(yè)用水總硬度測定方法的改進(jìn)探究

文 廖瀅瀅

在對水的總硬度的測定中，配位滴定法是最主要的測定方法之一，其主要原理就是利用金屬指示劑來判斷滴定的終點(diǎn)。在配位滴定處理的過程中的一個(gè)重要的要求就是能夠形成穩(wěn)定的配位化合物。所謂穩(wěn)定的配位化合物，就是由可以給出孤對電子的一定數(shù)目的離子或分子與具有接受孤對電子的原子或離子，按照一定的組成空間和構(gòu)型形成的化合物。只有在形成穩(wěn)定的化合物下，終點(diǎn)的誤差才會(huì)小。其次，要求配位的反應(yīng)速度很快，所以需要用恰當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(diǎn)，而且在計(jì)算關(guān)系中，最好沒有逐級配位的現(xiàn)象。

一、實(shí)驗(yàn)中存在的弊端

1.在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)用到三乙醇胺（TEA）作為掩蔽劑時(shí)，用來分析純的三乙醇胺（TEA）的本身就會(huì)消耗少量的乙二胺四乙酸（EDTA）溶液。

2.在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用K—B作為指示劑，但是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用鉻黑T（EBT）作為指示劑。其屬于二羥基偶氮類染料，由于鉻黑T結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)氧化性基以及兩個(gè)不同的還原基。正是因?yàn)檫@些分子的存在，分子內(nèi)部很可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致其水溶液在氧化還原反應(yīng)的條件下發(fā)生分子的聚合而變質(zhì)。因此在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常配置成含有三乙醇胺的水溶液或者經(jīng)常與氯化鈉配置成固體溶液在實(shí)驗(yàn)中使用。雖然使用了減少誤差的方法，避免了三乙醇胺消耗乙二胺四乙酸（EDTA）溶液，但是，由于在配置固定溶液的過程中很難掌握其用量，所以會(huì)導(dǎo)致在平行的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)試樣的顏色深淺不一。過程中難免會(huì)出現(xiàn)誤差。

二、實(shí)驗(yàn)中的改進(jìn)方法

1.對指示劑的穩(wěn)定性進(jìn)行改進(jìn)

由于大多數(shù)的無機(jī)配合物的穩(wěn)定性都很差，配位比不恒定，所以在實(shí)驗(yàn)中如果用作滴定反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，就會(huì)造成誤差。因此，在測定中應(yīng)該對指示劑的穩(wěn)定性進(jìn)行改進(jìn)。

例如，將現(xiàn)用的指示劑改變成乳化劑聚乙二醇辛基苯基醚的鉻黑T的水溶液。其中聚乙二醇辛基苯基醚的濃度為2%，EBT的濃度是3×10-3mol/L。實(shí)驗(yàn)表明在新配制的溶液的穩(wěn)定性相比于其他的單獨(dú)的溶液比較好，放置相同的時(shí)間的條件下吸光度好于沒有相溶解的溶液。這就說明在改良過的水溶液作為指示劑時(shí)，穩(wěn)定性要更好，測量結(jié)果的精密度好，測量的靈敏度也要高于原來的指示劑。綜上所述，新的水溶液可以克服原先指示劑測量不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，能夠符合實(shí)驗(yàn)的要求。

2.指示劑改制成K—B指示劑

將現(xiàn)用指示劑改制成K—B指示劑，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用三乙醇胺做掩蔽劑時(shí)，如果用EBT作指示劑滴定到終點(diǎn)后過一段時(shí)間溶液就會(huì)又變成紫色，但是如果改用K—B作指示劑時(shí)，終點(diǎn)時(shí)溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的藍(lán)色或者藍(lán)綠色，而且不會(huì)褪色，當(dāng)溶液中有AI3+、Fe3+、Mn2+、Cu2+等干擾離子存在時(shí)，對K—B指示亦無影響。在試驗(yàn)中可以改用加1～2滴的K—B指示劑即可滿足要求。

例如，在實(shí)驗(yàn)中如果使用三乙醇胺作為掩蔽劑時(shí)，可以掩蔽水中的AI3+、Fe3+以及少量的Mn2+，但是當(dāng)水中含有Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子時(shí)，三乙醇胺是掩蔽不了其離子的存在的。如果水中存在的Mn2+超過1mg/L時(shí)，在堿性的條件下Mn就會(huì)被氧化成高價(jià)，導(dǎo)致指示劑變成灰白色等，所以為了消除這種情況下的干擾，就需要在其中加入鹽酸羥胺。當(dāng)水中含有Cu2+存在時(shí)，如果不對其進(jìn)行掩蔽就會(huì)出現(xiàn)Cu2+對指示劑的封閉作用，所以，需要在其中加入適量的硫化鈉進(jìn)行掩蔽。

3.改變測定的方法

實(shí)驗(yàn)前首先應(yīng)該對所要用的三乙醇胺進(jìn)行消耗的EDTA進(jìn)行測量，計(jì)算出消耗的溶液的體積，找到其空白值。準(zhǔn)確取出100mL的水樣放在錐形瓶中，在錐形瓶中加入1∶1的三乙醇胺溶液適量，pH=10的氨性緩沖液適量，K—B指示劑1～2滴。最后使用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定到溶液由紫紅色變成藍(lán)色為止。平行測定3～4次，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

通過對實(shí)驗(yàn)的多次觀察，實(shí)驗(yàn)中存在的弊端可以通過方法的改良減少誤差的存在，對于提高工業(yè)中的生產(chǎn)有很好的促進(jìn)作用，大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量。