指示劑及pH值對滴定法測定水中常見離子的影響

摘 要:水質簡分析需要測定水中Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-這8種離子，雖然項目少，但要求快而及時準確，本文主要論述水質簡分析時指示劑及pH值對滴定法測定常見離子的影響。

關鍵詞:指示劑pH值水常見離子

中圖分類號:O657.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0057-01

水利水電工程水質分析時，特別是簡分析時常要測定占水中離子總量95%～99%的Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-8種離子，試驗規程列到的方法，除K+、Na+不能用滴定法測定外，其余6種離子都可以采用滴定法定量測定，但分析過程中，滴定終點受指示劑及體系pH影響較大，從而導致實驗結果產生一定的偏差，本文就指示劑及pH對滴定法測定水中常見離子的影響作如下論述。

1 指示劑及pH值對滴定法測定水中Ca2+離子的影響

水中鈣離子測定常用鈣指示劑配合EDTA絡合滴定法完成。鈣指示劑在pH為12～14之間顯藍色，在pH為12～13之間與Ca2+形成紅色配位化合物，因此，當pH介于12～13之間，用EDTA絡合滴定法測定鈣鎂混合液中Ca2+的含量，終點變色較鉻黑T敏銳。完全沉淀Mg2+溶液的pH應該控制在12.4，在此pH值時，由于生成的氫氧化鎂吸附鈣指示劑，故應在用氫氧化鈉調節酸度后再加指示劑。試驗操作時，除了選擇合適的指示劑及注意指示劑的加入順序，還應該控制好體系的pH值否則會導致一定的偏差。

2 指示劑及pH值對滴定法測定水的總硬度及SO42-離子的影響

用EDTA滴定法測定水的總硬度及硫酸根含量，一般是在pH=10的氨性緩沖溶液中進行，用EBT(鉻黑體)作指示劑。水樣偏酸性或者偏堿性，應預先用氨水(1:1)或者鹽酸(1:5)調至近中性(剛果紅試紙檢驗)，因為在不同pH的水溶液中，鉻黑T呈現不同的顏色。鉻黑T與Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pb2+、Mn2+、Hg2+等二價金屬離子形成穩定的配位化合物，在pH為7～11的溶液中配位化合物都呈紅色或紫紅色的，而鉻黑T顯藍色，顏色變化明顯，所以鉻黑T只能在pH7～11范圍內使用，最適宜的酸度為pH9～10.5，而pH=10的氨性緩沖溶液加入水樣中后，水的pH值基本保持pH=10不變，是最佳選擇。但有時氨水放置時間較長，氨的濃度降低，則配出的緩沖液pH有可能偏低，工作中有些實驗者會通過加入強堿來調節pH，使pH達到9～10.5，當加入強酸的濃度接近NH3的濃度或加入強堿的濃度接近NH4+的濃度時，就會使氨一氯化銨這對共軛體中的某一組分消耗殆盡，使pH發生突變或失控，這樣的溶液pH即使是9.8，也已無緩沖作用。若將它用于實驗，其結果必然失敗。這時可以通過補加氨水來調節，這樣緩沖溶液的體積雖會有所增加，但是并不影響緩沖液的作用，可以使鉻黑T在最佳的pH范圍內來指示滴定終點，得到較好的測定結果。

3 指示劑及pH值對滴定法測定水中Mg2+離子的影響

由于鎂離子一般采用計算法，所以只要在滴定總硬度和滴定Ca2+離子選擇好指示劑及控制好溶液的pH值，就可以得到理想的結果，所以指示劑及pH值對滴定法測定水中Mg2+離子的影響就不做敘述。

4 指示劑及pH值對滴定法測定水中Cl-離子的影響

氯離子是水中最常見的主要陰離子之一，常以鈉、鎂、鈣鹽類的形式存在于水中。測定氯離子的硝酸銀滴定法由于其準確度和精確度均較好，目前仍廣泛用作標準測定方法。硝酸銀滴定法對指示劑的加入量及水樣的pH值也有一定要求。

指示劑用量對Cl-離子測定結果的影響。為了使試樣中的氯離子完全沉淀為氯化銀后立即析出鉻酸銀沉淀，并使滴定終點與理論終點相符合，關鍵在于溶液中鉻酸鉀的濃度是否恰當。若溶液中濃度過高，溶液顏色過深，終點出現過早，影響終點觀察。如果溶液中濃度過低，則終點出現過遲，也會影響滴定的準確度，實驗中的濃度一般采用比較理想。

pH值對Cl-離子測定結果的影響。滴定應該在中性或者弱堿性溶液中進行pH為6.5～10.5，在酸性溶液中，H+與發生如下反應:，降低了濃度，出現終點拖后的現象，影響滴定分析，因此，滴定時溶液的pH不能小于6.5。如果堿性太強，將以沉淀析出，出現終點拖后的現象，影響滴定分析，因此，滴定時溶液的pH也不能大于10.5。

5 指示劑及pH值對滴定法測定水中CO32-、HCO3-離子的影響

碳酸根和碳酸氫根是水中的主要的陰離子，測定它們的含量有助于了解地層水的種類，是水質分析的重要部分。目前主要用化學滴定法測定碳酸根和碳酸氫根，分析水樣時，以鹽酸標準溶液為滴定液，以酚酞作指示劑，滴定到等當點時，pH=8.3，此時消耗的酸量僅相當于碳酸鹽含量的一半，當再向溶液中加入甲基橙指示劑，繼續滴定到化學計量點時，pH=4.4，這時所滴定的是由碳酸鹽所轉變的重碳酸鹽和水樣中原有的重碳酸鹽的和，根據酚酞和甲基橙指示的兩次終點所消耗的鹽酸標準溶液的體積，即可分別計算碳酸鹽和重碳酸鹽的含量。

滴定碳酸根時，以酚酞為指示劑，試樣pH=7.9時便可觀察到微粉紅色，530nm波長處吸光度為0.005；pH=8.2時，酚酞呈粉紅色，吸光度為0.040；pH=8.3時，酚酞呈粉紫色，吸光度為0.050，所以滴定至pH=8.31時，酚酞終點應為粉紫色而不是無色，這與電位滴定法的結果是一致的。另外，酚酞指示劑的濃度和加入量也會影響終點顏色的深淺，應按照規程要求操作。酚酞乙醇溶液放置久了如析出沉淀物，不宜在使用，應重新配制。滴定重碳酸根時如甲基橙終點顏色不易辨別時，可以改用甲基紅-溴甲酚綠混合指示液(0.02克甲基紅和0.1克溴甲酚綠溶于100毫升95%乙醇中)，終點顏色由綠變淺紅色為止。

雖然電位滴定法可以最大程度的減小指示劑及pH值這兩個因素對滴定終點的影響，在實際分析中更準確，但是個人認為儀器價格和使用成本是制約其代替手工滴定的瓶頸，所以論述指示劑及pH值對滴定法測定水中常見離子的影響是必要的。

滴定法測定水中常見離子的理論易掌握，就是實踐時很難把握滴定終點，因為滴定終點除了受溶液pH值和指示劑的影響，還必須克服其他陰離子的干擾，所以滴定需要專業化學分析人員才能完成，這樣才能得到準確客觀的結果，為工程提供可靠的資料。

參考文獻

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