李 珍
(國家城市供水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)銀川監(jiān)測站,寧夏銀川 750011)
最常用的檢測總堿度的方法為經(jīng)典酸堿指示劑滴定法[1],指示劑判斷滴定終點的方法原理簡單,適用于控制性試驗及例行分析,但因酸堿指示劑滴定法是根據(jù)溶液顏色的變化判斷滴定終點的,所以對終點的判斷因人而異存在一定的誤差,而且水樣濁度、色度也會影響滴定終點的判斷。并且分析結(jié)果的過程比較復(fù)雜,要分好幾種情況進(jìn)行考慮[2]。自動電位滴定法根據(jù)電位滴定曲線在終點時的突躍性,確定特定水中的總堿度。它不受水樣濁度、色度的影響,對各種水樣都可進(jìn)行準(zhǔn)確檢測如油田污水、地表水、工業(yè)廢水等,精密度和準(zhǔn)確度都非常高[3-4],它可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的計算公式對結(jié)果進(jìn)行計算并記錄、輸出結(jié)果。但自動電位滴定法對樣品總堿度的檢測存在幾種不同的滴定模式,選用哪種模式進(jìn)行檢測,其結(jié)果存在一定的差別。本文采用Metrohm-905瑞士萬通電位滴定儀,在其DETpH和SETpH兩種模式對水樣進(jìn)行檢測,比較其精密度和準(zhǔn)確度。
Metrohm-905自動電位滴定儀和869自動進(jìn)樣器;復(fù)合pH玻璃電極;加液單元;分析天平;攪拌槳;50 mL移液管;專用滴定杯。
無二氧化碳水:用于制備標(biāo)準(zhǔn)溶液及稀釋用的蒸餾水或去離子水,臨用前煮沸15 min,冷卻至室溫。pH值應(yīng)大于6.0,電導(dǎo)率小于2 μS/cm。
碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[1/2Na2CO3=0.025 0 mol/L]:稱取1.324 9 g(于250℃烘干4 h)的基準(zhǔn)試劑無水碳酸鈉(Na2CO3),溶于少量無二氧化碳水中,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線,搖勻。貯于聚乙烯瓶中,保存時間不要超過一周。
鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(HCl)=0.100 0 mol/L]:量取 8.4 mL鹽酸(ρ20=1.19 g/mL),溶于純水中,并稀釋至 1 000 mL??倝A度標(biāo)準(zhǔn)溶液編號:BW3162,濃度為1 000 mg/L。
1.3.1 實驗步驟 取一50 mL水樣,用一定濃度HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,進(jìn)入Tiamo軟件,調(diào)用設(shè)定的測定模式,用pH復(fù)合玻璃電極對溶液中的電位進(jìn)行測量,儀器將自動運行計算,并記錄結(jié)果。
1.3.2 滴定模式
1.3.2.1 DETpH模式
(1)開始條件:信號漂移為10 mv/min,最小等待時間為30 s,最大等待時間為50 s;(2)滴定參數(shù):滴定速率為用戶,信號漂移為50 mv/min,測量點密度4;(3)無窗口電位評估:等當(dāng)點識別標(biāo)準(zhǔn)為20;(4)滴定曲線圖以滴定所耗鹽酸的體積為橫坐標(biāo),溶液中的pH為左縱坐標(biāo),曲線的一階微商ERC為右縱坐標(biāo);(5)停止條件:當(dāng)pH=3時,停止滴定。
1.3.2.2 SETpH模式 調(diào)用程序:pH>8.4,測碳酸鹽、重碳酸鹽和總堿度;開始條件:信號漂移為10 mv/min,最小等待時間為30 s,最大等待時間為50 s,等當(dāng)點1 pH =8.4,等當(dāng)點 2 pH=4.4;pH<8.4,測重碳酸鹽和總堿度;開始條件:信號漂移為10 mv/min,最小等待時間為30 s,最大等待時間為50 s,等當(dāng)點1 pH =4.4。
分別選用DETpH和SETpH兩種模式對飲用水樣品進(jìn)行分析,經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn),DETpH模式下不同樣品的測定可以獲得圖1或圖2的滴定效果;SETpH模式下不同樣品的測定可以獲得圖3的滴定效果。
分別選用高、中、低不同濃度的樣品進(jìn)行試驗,每種濃度的樣品分別測定7次,進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,其結(jié)果(見表1)。高、中、低不同濃度的樣品(平均濃度為180~395 mg/L)重復(fù)測定的結(jié)果,DETpH模式下RSD值分別為0.19%、0.25%、0.44% ,SETpH模式下RSD值分別為0.15%、0.04%、0.15%,結(jié)果表明SETpH模式下精密度較好。
分別選用兩種不同濃度的樣品,加入相當(dāng)于60及30 mg/L總堿度(以CaCO3計)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在DETpH和SETpH兩種模式下分別進(jìn)行7次測定(見表2)。
表2結(jié)果表明,DETpH模式下平均回收率分別為95.83%、96.44%;SETpH模式下平均回收率分別為99.46%、99.38%,SETpH模式下準(zhǔn)確度較好。
表1 自動電位滴定法測定總堿度精密度實驗(mg/L)Table1 Automatic potentiometric titration method to determine the total alkalinity precision experiments(mg/L)
表2 自動電位滴定法測定總堿度準(zhǔn)確度實驗(mg/L)Table2 Automatic potentiometric titration method to determine the total alkalinity accuracy experiment(mg/L)
用編號為BW3162,濃度為1 000 mg/L的總堿度溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置100.00 mg/L的溶液,用自動電位滴定儀的兩種模式分別測定(見表3)。
表3 自動電位滴定法測定總堿度質(zhì)控實驗(mg/L)Table3 Automatic potentiometric titration method to determine the total alkalinity QC experimen(tmg/L)
結(jié)果表明,DETpH和SETpH模式下測得值分別為101.57 mg/L、100.34 mg/L與標(biāo)準(zhǔn)配置值100.00 mg/L的相對誤差為1.57%、0.34%,相對誤差都在允許范圍內(nèi),而SETpH模式的相對誤差較小。
自動電位滴定法測定水中的總堿度,具有較好的準(zhǔn)確度和精密度,避免了因人員主觀原因造成的誤差。儀器操作簡單便捷,在測定大批量的樣品方面,節(jié)省大量人力,適用于常規(guī)的水質(zhì)分析工作。
[1]《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會編.水和廢水監(jiān)測分析方法第三版[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1997.
[2]SY/T5523-2006.油田水分析方法[S].2006.
[3]姚小紅,張滌,柳莉,等.用電位滴定法測定工業(yè)用氫氧化鈉中氫氧化鈉和碳酸鈉的含量[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2006,(4):96-97.
[4]馮俊賢,王秀卿,等.極弱酸堿的直接電位滴定[J].理化檢驗- 化學(xué)分冊,2004,40(2):77-79.