王福冬
(盤錦市疾病預(yù)防控制中心 遼寧盤錦 124010)
水是日常生活的必需品,水質(zhì)安全直接影響人們的身體健康。滴定是將已知濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液加入待測(cè)溶液中進(jìn)行檢測(cè),主要根據(jù)2種溶液反應(yīng)至終點(diǎn)時(shí)所滴加的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度體積進(jìn)行換算,計(jì)算待測(cè)溶液的某些物質(zhì)含量,這種滴定分析法操作比較簡單,檢測(cè)速度快,具有較高的準(zhǔn)確度,在水質(zhì)檢測(cè)中獲得了廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)實(shí)際操作過程中常見的滴定法進(jìn)行分析,希望能為從事水質(zhì)檢測(cè)的工作人員提供幫助。
滴定是一種化學(xué)試驗(yàn)操作,也是一種定量分析的方法。它通過2種溶液的定量反應(yīng)確定某種溶質(zhì)的含量。滴定的基本公式為:
其中:c—溶液濃度;V為溶液體積;v為反應(yīng)方程序中的系數(shù)。
用基準(zhǔn)物質(zhì)確定待測(cè)溶液的濃度,公式為:
其中:m—稱取基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量,g;M—基準(zhǔn)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量,g/mol;C—待測(cè)溶液的濃度,mol/L;V—滴定時(shí)消耗待測(cè)溶液的體積,mL。
參比滴定法是將已知標(biāo)準(zhǔn)比色管作為參比管,利用比色分析法的原理與樣品管進(jìn)行比對(duì),仔細(xì)觀察被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)液滴定比色管,選取顏色一致的2個(gè)比色管,使用滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)待測(cè)溶液含量進(jìn)行檢測(cè),該方法不會(huì)受被測(cè)物質(zhì)含量的影響,且對(duì)于外界檢測(cè)環(huán)境設(shè)備要求較低。在反應(yīng)計(jì)算過程中,記錄所需標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,最后換算為待測(cè)樣品中某些離子的含量。利用參比滴定法測(cè)定時(shí),可增加隱蔽劑,進(jìn)而減少酸度以及溶液雜質(zhì)產(chǎn)生的不良影響,減少2支比色管在檢測(cè)過程中的誤差,可使反應(yīng)不受比色管標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度值的影響,減少試劑用量,提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
電導(dǎo)滴定分析法是結(jié)合溶液電導(dǎo)率確定滴定終點(diǎn)的分析法。當(dāng)氧化還原法、酸度滴定法、電位滴定法無法檢測(cè)物質(zhì)含量時(shí),可以使用電導(dǎo)滴定法。檢測(cè)時(shí),滴定溶液以及被測(cè)溶液的離子形成水或其他化合物,會(huì)使溶液本身的電導(dǎo)率產(chǎn)生較大變化。當(dāng)?shù)味ㄇ€出現(xiàn)轉(zhuǎn)折時(shí),可將其作為滴定終點(diǎn)。例如,硫酸和硝酸鹽可滴定水中的氯離子,在滴定終點(diǎn)出現(xiàn)前,氯離子與硝酸鹽離子的電導(dǎo)率保持一致,而在滴定點(diǎn)出現(xiàn)后,加入的硫酸根離子與鹽離子對(duì)電導(dǎo)形成凈貢獻(xiàn),使溶液電導(dǎo)性顯著升高,2條直線的交點(diǎn)即滴定終點(diǎn)。記錄平衡之后的電導(dǎo)率值,利用所測(cè)的電導(dǎo)率值與標(biāo)準(zhǔn)體積進(jìn)行比對(duì),做出對(duì)比圖后,獲得電導(dǎo)率滴定曲線,進(jìn)而獲得到達(dá)滴定終點(diǎn)后所需硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的體積。
EDTA絡(luò)合滴定方法是以化學(xué)物質(zhì)之間的絡(luò)合反應(yīng)為原理的分析方法,以絡(luò)合劑作為常用滴定劑,絡(luò)合劑與金屬會(huì)發(fā)生絡(luò)合效應(yīng),能夠快速檢測(cè)溶液中所含的金屬物質(zhì)。在水質(zhì)檢測(cè)過程中,鈣離子、硫酸根離子以及鎂離子等硬度指標(biāo)可利用EDTA絡(luò)合滴定的方式進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)。如果被測(cè)物質(zhì)含有金屬離子,加入一定含量的滴定劑后金屬離子會(huì)被EDTA絡(luò)合,使溶液濃度降低并緩慢到達(dá)滴定終點(diǎn),同時(shí),在這一過程中溶液顏色會(huì)發(fā)生變化,直到到達(dá)滴定終點(diǎn)為止。例如,在水質(zhì)硬度檢測(cè)過程中,當(dāng)堿性溶液的pH高于12時(shí),紫尿酸氨指示劑可與鈣離子形成紅色絡(luò)合物,由于鈣離子與紫尿酸氨指示劑形成的絡(luò)合物沒有鈣離子和EDTA絡(luò)合物穩(wěn)定,可以將EDTA作為試驗(yàn)的滴定劑,經(jīng)過絡(luò)合反應(yīng)后,指示劑中的鈣離子釋放,溶液變?yōu)樽仙?/p>
電位滴定分析法是結(jié)合電位變化對(duì)滴定終點(diǎn)進(jìn)行確定的一種方法。相比普通滴定法,測(cè)量結(jié)果更具準(zhǔn)確性。普通滴定法可根據(jù)指示劑顏色變化確定滴定的終點(diǎn),若檢測(cè)溶液較為混濁或含有其他顏色,則無法進(jìn)行終點(diǎn)滴定,這種情況下可以利用電位滴定法,結(jié)合電極電位上升點(diǎn)進(jìn)行終點(diǎn)判斷,當(dāng)溶液滴定到終點(diǎn)時(shí),滴定溶液的離子會(huì)呈現(xiàn)多個(gè)數(shù)量級(jí),甚至還會(huì)出現(xiàn)定位跳躍,定位跳躍點(diǎn)即計(jì)量點(diǎn),根據(jù)跳躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液消耗量確定最終被測(cè)溶液中待測(cè)物質(zhì)的含量[3]。
采用傳統(tǒng)滴定方式只可實(shí)現(xiàn)單個(gè)物質(zhì)測(cè)定,且步驟比較復(fù)雜,檢測(cè)周期較長,工作量較大,且最終所得的檢測(cè)結(jié)果易受人員因素的影響。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,多種儀器設(shè)備被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)檢測(cè)中,提高了水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)率和準(zhǔn)確度。離子色譜法操作較為簡單,可實(shí)現(xiàn)多組分測(cè)定,顯著節(jié)約檢測(cè)時(shí)間,降低成本[4]。因此,水質(zhì)檢測(cè)過程可廣泛運(yùn)用色譜分析法。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,可以將滴定分析法和離子檢測(cè)法聯(lián)合使用,提升水質(zhì)檢測(cè)效果。
滴定分析法需要注意以下2點(diǎn):(1)滴定管。滴定管直接影響最終的檢測(cè)結(jié)果,因此,操作時(shí)需要嚴(yán)格按照相關(guān)方法、流程,使溶液充滿滴定管,將管壁外溶液擦干凈,防止外部溶液影響內(nèi)部滴定。同時(shí),使用滴定管時(shí),手心應(yīng)遠(yuǎn)離溶液部分管壁,防止手心溫度較高影響溶液體積,導(dǎo)致讀數(shù)誤差。(2)滴定時(shí),需要從0開始,減少抵消讀數(shù)誤差,溶液充滿滴定管后需要調(diào)至零點(diǎn),并將其靜置2 min左右,確定液面不再發(fā)生變化,再次進(jìn)行滴定。滴定時(shí)應(yīng)當(dāng)放慢速度至3~4滴/s,接近滴定終點(diǎn)時(shí),緩慢加入溶液,達(dá)到滴定終點(diǎn)后等待2 min,液面不發(fā)生變化后再進(jìn)行讀數(shù)。在讀數(shù)過程中,要求視線與液面保持同一水平,防止出現(xiàn)讀數(shù)誤差。(3)使用容量儀器前,需要進(jìn)行校準(zhǔn),確保最終檢測(cè)的準(zhǔn)確性[5]。
滴定法在水質(zhì)檢測(cè)中具有操作簡便,檢測(cè)速度快等特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用過程中檢測(cè)人員需要注重細(xì)節(jié),嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法,確保最終結(jié)果的準(zhǔn)確度。