滴定分析在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用分析

肖文武

摘 要：隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷的進步，但是，中國仍然面臨用水困難的問題。出現(xiàn)這種現(xiàn)象不僅是因為水資源短缺，還因為水質(zhì)較差。針對上述情況，進行水質(zhì)檢測是十分有必要的。KMnO4是一種常用的氧化劑，它可以與水中的各種污染物發(fā)生氧化反應(yīng)進而生成高錳酸鹽，然后對高錳酸鹽指數(shù)進行測定就能確定水中所含的各種物質(zhì)。

關(guān)鍵詞：滴定;水質(zhì)檢測;應(yīng)用

滴定分析法是將已知濃度標準溶液中滴加到被測定物質(zhì)的溶液中，兩者溶液進行反應(yīng)，直到溶液完全反應(yīng)以后，根據(jù)滴加標準溶液的濃度和體積計算出被測定物質(zhì)的含量。滴定法操作簡單、檢測速度快、準確率高，因此在水質(zhì)分析中得到廣泛應(yīng)用。

1 常見的幾種滴定分析法

1.1 參比滴定分析法

參比滴定分析法指將已知被測物標準比色管作為參比管，通過比色分析原理與樣品管同時進行操作，然后觀察被測物質(zhì)標準液滴定比色管，直到兩根管子的顏色一致，再用滴定標準溶液測定被測標準溶液的含量。這種檢測方法不容易受到被檢測物質(zhì)含量和檢測方法的限制，對檢測環(huán)境和檢測設(shè)備的要求不高，所以這種檢測方法在各地基層單位水質(zhì)檢測中廣泛應(yīng)用。將其應(yīng)用在鎂離子和銅離子等物質(zhì)在水質(zhì)中的含量，不僅簡化了檢測流程，而且檢測精度高、回收率也大大優(yōu)于分光光度法和目視比色法。具體操作方法如下：首先選擇兩根質(zhì)地、顏色、直徑大小和刻度線高度一致的比色管，一支作為參比管，在管內(nèi)添加適量的被檢測鎂離子和銅離子等標準液，然后用純凈水將其進行稀釋到所需刻度線位置;另外一支比色管作為樣品管，添加樣品溶液到所需刻度標準位置。然后按照被檢測溶液的要求和操作順序，在兩個比色管中添加等量試劑，直到比色管中溶液顯色，然后對比色管充分震蕩，震蕩以后立即用被檢測標準溶液滴定色管，直到兩個管子的顏色一致。然后計算在反應(yīng)過程中，所需標準溶液量，最后計算樣品中被測樣品中的含量。參比滴定法添加了一定的掩蔽劑減少顯色雜質(zhì)和酸堿度的干擾，減小了兩支比色管的顯色誤差，在反應(yīng)過程中，不容易受到比色管標準溶液濃度影響，從而大大減少了試劑量。這種方法比傳統(tǒng)的目視比色法成本低，準確度高，比較適合野外的水質(zhì)檢測。

1.2 電導滴定分析法

電導滴定法則是根據(jù)溶液電導率的變化確定滴定終點的容量分析方法。當酸堿度滴定、氧化還原以及電位滴定方法無法測量到準確的物質(zhì)含量結(jié)果時，則可以采用電導滴定。電導滴定檢測過程中，滴定溶液和被測溶液中的離子可以生成水或者其他難分解的化合物，從而使得溶液的電導率發(fā)生變化，等當點時滴定曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點時候，則是滴定的終點。硝酸鹽能夠滴定水中的氯離子，在當點出現(xiàn)前，溶液中的氯離子和硝酸鹽離子根的電導率基本保持一致。當點出現(xiàn)以后，加入的鹽離子和硝酸根離子對電導產(chǎn)生凈貢獻，使得溶液中的電導性大幅度上升，兩條直線出現(xiàn)交點時則是滴定終點。其具體操作方法如下：首先準備滴定所需的設(shè)備材料，有燒杯、被檢測樣品溶液、滴定溶液、注射器、攪拌器等等。然后按照步驟進行操作。在燒杯中添加一定的水樣，將0.1mol/L的硝酸鹽溶液，溶液pH值為6，這樣可以有效避免其他離子對測定溶液的干擾。然后將電導電極置于磁力攪拌器上，用棕色注射器逐一注射不同體積的硝酸鹽溶液，并用攪拌器充分攪拌，然后記錄平衡后的溶液電導率值，用電導率數(shù)值與標準溶液體積進行對比，做出的對比圖最后得到沉淀電導率滴定曲線圖，并獲得等當點所需的硝酸鹽標準溶液體積。

1.3 EDTA絡(luò)合滴定分析法

EDTA絡(luò)合滴定法的原理是通過絡(luò)合反應(yīng)進行滴定分析，它以氨羧絡(luò)合劑作為滴定劑，氨羧絡(luò)合劑對金屬有很強的絡(luò)合作用，并與硬酸、中間酸、軟性酸離子形成穩(wěn)定的螯合物，從而能快速檢測被測溶液中金屬物質(zhì)含量。水質(zhì)檢測中的硬度、鎂離子、鈣離子和硫酸根離子，這幾項物質(zhì)的指標可以用EDTA絡(luò)合滴定法進行檢測。EDTA也稱為乙二胺四乙酸，常用H4Y表示。它是一種白色晶體，無毒，不吸潮，微溶于水，一般在22℃時，才能在100mL的水中溶解0.2g，比較容易溶于氨水和NaOH溶液中，生成相應(yīng)的鹽溶液。將EDTA作為滴定劑，如果被檢測物質(zhì)中是金屬離子，那么添加絡(luò)合滴定劑以后，金屬離子不斷被絡(luò)合，溶液中的濃度不斷降低，并慢慢達到化學計量點的位置，這個時候的溶液顏色會發(fā)生變化，并達到最終的滴定終點，最后根據(jù)試劑容量和濃度，計算出被檢測物質(zhì)的含量。以檢測水的硬度為例，堿性溶液中，pH值一般大于12，紫尿酸氨指示劑才能與鈣離子生成紅色的絡(luò)合物，但是紫尿酸氨指示劑與鈣離子生成的絡(luò)合物沒有EDTA與鈣離子生成的絡(luò)合物穩(wěn)定，所以一般用EDTA作為滴定劑。將水溶液中的鈣離子絡(luò)合以后，才能進一步將鈣與指示劑中的鈣離子釋放出來，這個時候溶液顏色才會變成紫色。

1.4 電位滴定法

電位滴定法則是根據(jù)電位變化測量滴定終點的滴定方法，電位滴定法與普通的滴定法相比，測量更加準確。普通的滴定方法根據(jù)指示劑的變化確定滴定終點，如果被檢測溶液比較渾濁或者還有其他顏色，則無法判斷滴定終點。而電位滴定法則是根據(jù)電級電位上升點判斷滴定終點。當溶液滴定快到達滴定終點時，滴定溶液中的測定溶液離子溶液一般會出現(xiàn)連續(xù)變化的多個數(shù)量級，并引起電位的跳躍，而電位的跳躍點則是化學計量點，也就是當點。最后根據(jù)跳躍點對應(yīng)的標準滴定溶液消耗量確定被檢測物質(zhì)的含量。在水質(zhì)檢測中，硫酸根離子一般使用離子色譜法、重量法、原子吸收法等進行檢測，但是這些方法存在操作復雜，樣品回收率比較低等問題。將全自動電位滴定儀與EDTA滴定法結(jié)合起來，大大提高了測量的精確度和靈敏度。

2 滴定注意事項

①散射光度滴定不能在酸性溶液中進行，因為酸性介質(zhì)影響化學計量點沉淀的生成，該滴定方法較熒光黃和鉻酸鉀指示劑法適用于更低濃度的Cl-含量檢測。本法也不能在強堿性介質(zhì)中進行，其適應(yīng)的pH值范圍為6.5～10.5，測定時應(yīng)注意調(diào)節(jié)。在適當?shù)臈l件下，利用內(nèi)置濁度傳感器檢測溶液的渾濁程度來判斷滴定終點，滴定結(jié)果的準確度和精密度都可小于千分之二;

②電位滴定法檢測受pH值的影響，滴定過程中，應(yīng)把待測液的pH值調(diào)到4～6后再加入有機溶劑，滴定的時候速度要恒定，且不能觸及電極，否則可能改變電位，影響終點清晰度。在滴定中，電極斜率，標準電位和PbSO4的溶解度將隨著測試系統(tǒng)的溫度的變化而變化，因此要保持整個系統(tǒng)盡量處于恒溫環(huán)境里。滴定生成的沉淀黏附在電極膜表面會逐漸使電極反應(yīng)遲鈍，因此電極膜表面應(yīng)經(jīng)常擦洗或重新拋光。電極使用前和使用完畢后，應(yīng)清洗到空白電位值，用濾紙吸干，避光保存;

③酸堿滴定法在標定鹽酸標準溶液時，為了有助于掌握甲基橙指示劑終點的顏色判別，可配制一個pH=4.5的緩沖液，加4滴甲基橙指示劑，搖勻后塞緊，作為滴定終點的標準顏色。以酚酞作為指示劑做酸度滴定時，若水樣中存在硫酸鋁（鐵），可生成氫氧化鋁（鐵）沉淀物，使終點退色造成誤差，這時可加些氟化鉀掩蔽或?qū)⑺畼又蠓校脽岬味ㄖ良t色不退即可;

④滴定過程中最難的就是終點顏色的判斷，滴定終點顏色判斷是由紅色變?yōu)榧兯{色，整個滴定過程中紅色先變成淺紅，然后變成紫色，最后變成藍色。滴定中要看對顏色的敏感性，以顏色瞬間有變化為好，越深越不好控制住相同的終點變化，很可能造成終點過，結(jié)果偏高。滴定一般先滴定空白，注意其顏色變化，然后樣品以同樣的變化狀態(tài)判斷。滴定的顏色是漸變，不是突變，所以滴定空白的主要目的是用空白的顏色作為參考。

3 結(jié)語

滴定分析法在用于水質(zhì)檢測時，操作簡單，對儀器要求不高，能夠快速、準確分析出水質(zhì)中相關(guān)成分含量是否異常，從而及時對水質(zhì)進行判斷，為有效提高我國水質(zhì)質(zhì)量提供參考。

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