滴定分析在水質檢測中的應用分析

肖文武

摘 要：隨著國家經濟的快速發展，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。出現這種現象不僅是因為水資源短缺，還因為水質較差。針對上述情況，進行水質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生氧化反應進而生成高錳酸鹽，然后對高錳酸鹽指數進行測定就能確定水中所含的各種物質。

關鍵詞：滴定;水質檢測;應用

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

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含量和檢測方法的限制，對檢測環境和檢測設備的要求不高，所以這種檢測方法在各地基層單位水質檢測中廣泛應用。將其應用在鎂離子和銅離子等物質在水質中的含量，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和酸堿度的干擾，減小了兩支比色管的顯色誤差，在反應過程中，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。這種方法比傳統的目視比色法成本低，準確度高，比較適合野外的水質檢測。

1.2 電導滴定分析法

電導滴定法則是根據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含量結果時，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生變化，等當點時滴定曲線出現轉折點時候，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。當點出現以后，加入的鹽離子和硝酸根離子對電導產生凈貢獻，使得溶液中的電導性大幅度上升，兩條直線出現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絡合滴定分析法

EDTA絡合滴定法的原理是通過絡合反應進行滴定分析，它以氨羧絡合劑作為滴定劑，氨羧絡合劑對金屬有很強的絡合作用，并與硬酸、中間酸、軟性酸離子形成穩定的螯合物，從而能快速檢測被測溶液中金屬物質含量。水質檢測中的硬度、鎂離子、鈣離子和硫酸根離子，這幾項物質的指標可以用EDTA絡合滴定法進行檢測。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，生成相應的鹽溶液。將EDTA作為滴定劑，如果被檢測物質中是金屬離子，那么添加絡合滴定劑以后，金屬離子不斷被絡合，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生變化，并達到最終的滴定終點，最后根據試劑容量和濃度，計算出被檢測物質的含量。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合物，但是紫尿酸氨指示劑與鈣離子生成的絡合物沒有EDTA與鈣離子生成的絡合物穩定，所以一般用EDTA作為滴定劑。將水溶液中的鈣離子絡合以后，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連續變化的多個數量級，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。最后根據跳躍點對應的標準滴定溶液消耗量確定被檢測物質的含量。在水質檢測中，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中進行，其適應的pH值范圍為6.5～10.5，測定時應注意調節。在適當的條件下，利用內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，應把待測液的pH值調到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的溫度的變化而變化，因此要保持整個系統盡量處于恒溫環境里。滴定生成的沉淀黏附在電極膜表面會逐漸使電極反應遲鈍，因此電極膜表面應經常擦洗或重新拋光。電極使用前和使用完畢后，應清洗到空白電位值，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將水樣煮沸，趁熱滴定至紅色不退即可;

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為純藍色，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 結語

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

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