混合溶液中硫酸根離子濃度測(cè)定方法的改進(jìn)

馮 瑞

（ 河南南陽(yáng)醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 南陽(yáng) 473058）

混合溶液中硫酸根離子濃度測(cè)定方法的改進(jìn)

馮 瑞

（ 河南南陽(yáng)醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 南陽(yáng) 473058）

采用一種改進(jìn)的乙二胺四乙酸（EDTA）滴定方法檢測(cè)硫酸根離子濃度，可以同時(shí)消除鈣、鎂及碳酸根離子、磷酸根離子等的干擾。該方法操作簡(jiǎn)單，適用范圍較廣，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，是一種經(jīng)典的容量分析法。

乙二胺四乙酸（EDTA）；硫酸根離子；滴定法；容量分析法

由于硫酸及其可溶性鹽在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，使得SO42-濃度的準(zhǔn)確測(cè)定成為一個(gè)經(jīng)常需要解決的問(wèn)題。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，目前測(cè)定SO42-的方法主要有硫酸鋇重量法[2]、吸光比濁法[3]、分光光度法[4]。由于這些分析方法操作步驟繁瑣，干擾因素多，可行性差，因此不能廣泛應(yīng)用于對(duì)混合物溶液中的SO42-濃度進(jìn)行定量分析，傳統(tǒng)的EDTA(乙二胺四乙酸)滴定法[5]也有很多弊端。本文采用的是一種改進(jìn)的EDTA滴定法，優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)定中不受其它共存離子如Ca2+、Mg2+、 CO32-、PO43-等的影響，可以對(duì)含有多種離子的混合溶液中的硫酸根離子濃度進(jìn)行測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

20.00mL移液管，250mL的錐形瓶，加熱和過(guò)濾裝置，25mL的滴定管，1000mL容量瓶。

1.2 試劑及配制

待測(cè)溶液（SO42-約為0.02mol·L-1）；1∶1的乙醇、濃鹽酸混合液；氨性緩沖溶液（pH=10）。

氯化鋇溶液(0.5mol·L-1)：將122g BaCl2·2H2O溶于600mL水中，加熱，冷卻，然后將溶液稀釋到1L，貯存?zhèn)溆谩?/p>

EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度約為0.05mol·L-1）：稱取18.6125g EDTA, 溶于少量的水中，轉(zhuǎn)入1000mL的容量瓶中，再加蒸餾水稀釋至標(biāo)線。

鉻黑T指示劑：稱取0.5g的鉻黑T，加100g固體氯化鈉，研磨均勻后貯存于棕色瓶中，裝塞備用。

氯化鎂溶液（0.05mol·L-1）：將10.1500g的MgCl2·6H2O，先加適量的水溶解，冷卻，然后將溶液稀釋到1L，貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 基本原理

依據(jù)容量分析法的基本原理，利用配位滴定中的返滴定法[6]，用適當(dāng)過(guò)量的Ba2+完全沉淀待測(cè)的混合物溶液中的SO42-，使SO42-完全轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀；將硫酸鋇沉淀分離、凈化后，用已知過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液定量地絡(luò)合硫酸鋇沉淀中的鋇離子，使硫酸鋇沉淀完全溶解；再用MgCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定過(guò)量的EDTA，用鉻黑T作指示劑，可計(jì)算出待測(cè)的混合物溶液中硫酸根離子的濃度及含量。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

用移液管準(zhǔn)確移取20.00mL配制好的、硫酸根離子濃度約為0.02mol·L-1的待測(cè)溶液，置于250mL的錐形瓶中，加適量的蒸餾水稀釋。

若待測(cè)溶液中含有六價(jià)鉻、七價(jià)錳等氧化性的有色離子，為了減少它們對(duì)隨后硫酸鋇沉淀凈化時(shí)的干擾以及對(duì)返滴定時(shí)指示劑顯色的影響，可加入理論量約5倍的乙醇（1∶1的乙醇、濃鹽酸混合液），在80～90℃左右保溫約10～15min，以將它們還原。

乙醇在酸性條件下還原六價(jià)鉻的反應(yīng)為：

3CH3CH2OH＋Cr2O72-＋8H+→3CH3CHO＋2Cr3+＋7H2O

整個(gè)還原過(guò)程應(yīng)盡量避免乙醇和氯化氫氣體的揮發(fā)。

往待測(cè)溶液中加入2mL的鹽酸溶液，加熱到60～80℃左右，在不斷攪拌下，慢慢地加入濃度為0.5mol·L-1的氯化鋇溶液10mL，放置1h，使硫酸鋇沉淀充分陳化,用緊密型濾紙過(guò)濾沉淀，并用經(jīng)過(guò)鹽酸酸化的熱水，將錐形瓶及沉淀洗滌至無(wú)鋇離子(用稀硫酸檢測(cè)濾液，濾液中加稀硫酸無(wú)白色沉淀出現(xiàn))為止。

將洗凈的沉淀和濾紙一起放回原錐形瓶中，準(zhǔn)確地加入濃度為0.05mol·L-1左右的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL及適量的蒸餾水，用氨水將溶液的pH值調(diào)整到10左右（可以用氨水和稀鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)）；慢慢加熱到60～80℃，攪拌至沉淀完全溶解；冷卻后，再用氨水將溶液的pH值調(diào)整到10左右，以鉻黑T為指示劑，用濃度為0.05mol·L-1的氯化鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液（先用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定），滴定至溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榧t色為終點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

2.1 結(jié)果計(jì)算

硫酸根離子濃度按下式計(jì)算：待測(cè)溶液中硫酸根離子的濃度/(g·L-1)＝（M1V1-M2V2）× 4.8式中：M1為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol·L-1；V1為加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；M2為氯化鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol·L-1；V2為加入氯化鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL。

根據(jù)所得到的待測(cè)溶液中硫酸根離子的濃度，可以進(jìn)一步換算出待測(cè)物中硫酸根離子的含量。

2.2 討論

2.2.1 待測(cè)溶液的取樣量

本實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)溶液中硫酸根離子的濃度為0.02mol·L-1，并取20.00mL待測(cè)溶液進(jìn)行分析，是為了使整個(gè)分析過(guò)程符合定量分析的要求，減小分析誤差，否則硫酸鋇沉淀在氨性EDTA中溶解不完全，會(huì)使硫酸根離子測(cè)定的結(jié)果偏低。取樣的多少用氯化鋇溶液來(lái)略測(cè)待測(cè)溶液中硫酸根離子的含量，若開始滴加時(shí)出現(xiàn)少量渾濁（硫酸根離子濃度小于5×10-4mol·L-1），要增加待測(cè)溶液取樣量。如果開始滴加就出現(xiàn)沉淀，則應(yīng)該減少待測(cè)溶液的取樣量。

2.2.2 影響沉淀物純度的因素

影響沉淀物純度的因素有很多，主要有待測(cè)溶液的濃度、溫度、攪拌、陳化的時(shí)間等，具體影響[7]見表1。

表1 沉淀?xiàng)l件對(duì)沉淀物純度的影響

從表1可以看到，本實(shí)驗(yàn)中需要注意的問(wèn)題：

1) 在適當(dāng)稀的熱溶液中，在不斷攪拌的條件下，緩慢地加入稀的沉淀劑，使沉淀緩慢、均勻地產(chǎn)生，這樣可以避免產(chǎn)生局部過(guò)飽和的問(wèn)題，可以得到粗大純凈的晶形沉淀。

2) 為了防止繼沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，縮短陳化時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)陳化的時(shí)間約為1h，沉淀后稍攪拌一定時(shí)間就立即分離。

3) 本實(shí)驗(yàn)沉淀時(shí)加熱溫度控制在60～80℃，沉淀后經(jīng)過(guò)鹽酸酸化的熱水洗滌沉淀是減少表面吸附的有效方法，可以減少共沉淀現(xiàn)象，提高沉淀物的純度。

3 改進(jìn)后的實(shí)際檢驗(yàn)

取5種分別含有2～6種不同離子的混合液，5種樣品中的ρSO42-=1920.00mg·L-1（CSO42-=0.02mol·L-1）用本方法進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)，結(jié)果見表2。

從表2可見，不同離子在SO42-相同的混合溶

表2 用改進(jìn)的EDTA滴定法測(cè)定含有不同離子溶液中的SO2-4

液中，采用上述改進(jìn)的EDTA滴定法，方法可行，并且相對(duì)誤差在-0.5%～1.25%之間，準(zhǔn)確度高，符合實(shí)際需要。

4 結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)后的EDTA滴定法在不受其它共存離子的影響下，可以有效地對(duì)含有多種離子混合溶液中的硫酸根離子濃度進(jìn)行測(cè)定。方法簡(jiǎn)單，適用范圍較廣，準(zhǔn)確度高，是一種較好的分析方法。

[1] 王晉強(qiáng).水分析方法實(shí)驗(yàn)匯編[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.

[2] GB 11899-89，水質(zhì) 硫酸鹽的測(cè)定 重量法[S].

[3] 宋金如，劉淑娟，朱霞萍.測(cè)定水中硫酸根方法的概述[J].華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，25(2)：64-67.

[4] 李源流，李軍，張永福，等.分光光度法測(cè)定油田水樣中的硫酸根離子[J].應(yīng)用化工，2008，37(5)：579-581.

[5] 葉向紅，張彩云.EDTA測(cè)定法測(cè)定草酸中硫酸根[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2005，22(4)：750-752.

[6] 華中師范學(xué)院，等.分析化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1981.

[7] 武漢大學(xué)，等.分析化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1986.

Improved Method for Determination of Sulfate Ion in Mixed Solution

FENG Rui
(Nanyang Medical College , Nanyang 473058, China)

EDTA titration method had been improved to determine ssulfate ion, the interference of Ca2+、Mg2+and CO2-and PO3-34could be eliminated.

ethylenediamine tetraacetic acid; sulfate ion; titration method; volumetric analysis

O 655.2

A

1671 -9905(2014)08-0044-02

馮瑞(1975-)，女，講師，碩士，主要有機(jī)合成及應(yīng)用方面的研究，電話：13525107689，E-mail:fengrui20032006@163.com

2014-07-04