指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水中常見(jiàn)離子的影響

摘 要:水質(zhì)簡(jiǎn)分析需要測(cè)定水中Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-這8種離子，雖然項(xiàng)目少，但要求快而及時(shí)準(zhǔn)確，本文主要論述水質(zhì)簡(jiǎn)分析時(shí)指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定常見(jiàn)離子的影響。

關(guān)鍵詞:指示劑pH值水常見(jiàn)離子

中圖分類號(hào):O657.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)07(b)-0057-01

水利水電工程水質(zhì)分析時(shí)，特別是簡(jiǎn)分析時(shí)常要測(cè)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(yàn)規(guī)程列到的方法，除K+、Na+不能用滴定法測(cè)定外，其余6種離子都可以采用滴定法定量測(cè)定，但分析過(guò)程中，滴定終點(diǎn)受指示劑及體系pH影響較大，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的偏差，本文就指示劑及pH對(duì)滴定法測(cè)定水中常見(jiàn)離子的影響作如下論述。

1 指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水中Ca2+離子的影響

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

2 指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水的總硬度及SO42-離子的影響

用EDTA滴定法測(cè)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(jìn)行，用EBT(鉻黑體)作指示劑。水樣偏酸性或者偏堿性，應(yīng)預(yù)先用氨水(1:1)或者鹽酸(1:5)調(diào)至近中性(剛果紅試紙檢驗(yàn))，因?yàn)樵诓煌琾H的水溶液中，鉻黑T呈現(xiàn)不同的顏色。鉻黑T與Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pb2+、Mn2+、Hg2+等二價(jià)金屬離子形成穩(wěn)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(lán)色，顏色變化明顯，所以鉻黑T只能在pH7～11范圍內(nèi)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(shí)氨水放置時(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)驗(yàn)者會(huì)通過(guò)加入強(qiáng)堿來(lái)調(diào)節(jié)pH，使pH達(dá)到9～10.5，當(dāng)加入強(qiáng)酸的濃度接近NH3的濃度或加入強(qiáng)堿的濃度接近NH4+的濃度時(shí)，就會(huì)使氨一氯化銨這對(duì)共軛體中的某一組分消耗殆盡，使pH發(fā)生突變或失控，這樣的溶液pH即使是9.8，也已無(wú)緩沖作用。若將它用于實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果必然失敗。這時(shí)可以通過(guò)補(bǔ)加氨水來(lái)調(diào)節(jié)，這樣緩沖溶液的體積雖會(huì)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(nèi)來(lái)指示滴定終點(diǎn)，得到較好的測(cè)定結(jié)果。

3 指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水中Mg2+離子的影響

由于鎂離子一般采用計(jì)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(jié)果，所以指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水中Mg2+離子的影響就不做敘述。

4 指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)定水中Cl-離子的影響

氯離子是水中最常見(jiàn)的主要陰離子之一，常以鈉、鎂、鈣鹽類的形式存在于水中。測(cè)定氯離子的硝酸銀滴定法由于其準(zhǔn)確度和精確度均較好，目前仍廣泛用作標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法。硝酸銀滴定法對(duì)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(duì)Cl-離子測(cè)定結(jié)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(diǎn)與理論終點(diǎn)相符合，關(guān)鍵在于溶液中鉻酸鉀的濃度是否恰當(dāng)。若溶液中濃度過(guò)高，溶液顏色過(guò)深，終點(diǎn)出現(xiàn)過(guò)早，影響終點(diǎn)觀察。如果溶液中濃度過(guò)低，則終點(diǎn)出現(xiàn)過(guò)遲，也會(huì)影響滴定的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)中的濃度一般采用比較理想。

pH值對(duì)Cl-離子測(cè)定結(jié)果的影響。滴定應(yīng)該在中性或者弱堿性溶液中進(jìn)行pH為6.5～10.5，在酸性溶液中，H+與發(fā)生如下反應(yīng):，降低了濃度，出現(xiàn)終點(diǎn)拖后的現(xiàn)象，影響滴定分析，因此，滴定時(shí)溶液的pH不能小于6.5。如果堿性太強(qiáng)，將以沉淀析出，出現(xiàn)終點(diǎn)拖后的現(xiàn)象，影響滴定分析，因此，滴定時(shí)溶液的pH也不能大于10.5。

5 指示劑及pH值對(duì)滴定法測(cè)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(cè)定它們的含量有助于了解地層水的種類，是水質(zhì)分析的重要部分。目前主要用化學(xué)滴定法測(cè)定碳酸根和碳酸氫根，分析水樣時(shí)，以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液為滴定液，以酚酞作指示劑，滴定到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，pH=8.3，此時(shí)消耗的酸量?jī)H相當(dāng)于碳酸鹽含量的一半，當(dāng)再向溶液中加入甲基橙指示劑，繼續(xù)滴定到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，pH=4.4，這時(shí)所滴定的是由碳酸鹽所轉(zhuǎn)變的重碳酸鹽和水樣中原有的重碳酸鹽的和，根據(jù)酚酞和甲基橙指示的兩次終點(diǎn)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，即可分別計(jì)算碳酸鹽和重碳酸鹽的含量。

滴定碳酸根時(shí)，以酚酞為指示劑，試樣pH=7.9時(shí)便可觀察到微粉紅色，530nm波長(zhǎng)處吸光度為0.005；pH=8.2時(shí)，酚酞呈粉紅色，吸光度為0.040；pH=8.3時(shí)，酚酞呈粉紫色，吸光度為0.050，所以滴定至pH=8.31時(shí)，酚酞終點(diǎn)應(yīng)為粉紫色而不是無(wú)色，這與電位滴定法的結(jié)果是一致的。另外，酚酞指示劑的濃度和加入量也會(huì)影響終點(diǎn)顏色的深淺，應(yīng)按照規(guī)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(yīng)重新配制。滴定重碳酸根時(shí)如甲基橙終點(diǎn)顏色不易辨別時(shí)，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(diǎn)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(gè)因素對(duì)滴定終點(diǎn)的影響，在實(shí)際分析中更準(zhǔn)確，但是個(gè)人認(rèn)為儀器價(jià)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(duì)滴定法測(cè)定水中常見(jiàn)離子的影響是必要的。

滴定法測(cè)定水中常見(jiàn)離子的理論易掌握，就是實(shí)踐時(shí)很難把握滴定終點(diǎn)，因?yàn)榈味ńK點(diǎn)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(yè)化學(xué)分析人員才能完成，這樣才能得到準(zhǔn)確客觀的結(jié)果，為工程提供可靠的資料。

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