自動電位滴定儀測定水中總堿度方法的研究

李 珍

（國家城市供水水質監測網銀川監測站，寧夏銀川 750011）

最常用的檢測總堿度的方法為經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。并且分析結果的過程比較復雜，要分好幾種情況進行考慮[2]。自動電位滴定法根據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，對各種水樣都可進行準確檢測如油田污水、地表水、工業廢水等，精密度和準確度都非常高[3-4],它可根據預先設定的計算公式對結果進行計算并記錄、輸出結果。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，選用哪種模式進行檢測，其結果存在一定的差別。本文采用Metrohm-905瑞士萬通電位滴定儀，在其DETpH和SETpH兩種模式對水樣進行檢測，比較其精密度和準確度。

1 材料與方法

1.1 儀器

Metrohm-905自動電位滴定儀和869自動進樣器；復合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。

1.2 試劑

無二氧化碳水：用于制備標準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值應大于6.0，電導率小于2 μS/cm。

碳酸鈉標準溶液[1/2Na2CO3＝0.025 0 mol/L]：稱取1.324 9 g（于250℃烘干4 h）的基準試劑無水碳酸鈉（Na2CO3），溶于少量無二氧化碳水中，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。貯于聚乙烯瓶中，保存時間不要超過一周。

鹽酸標準溶液[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。總堿度標準溶液編號：BW3162，濃度為1 000 mg/L。

1.3 分析方法

1.3.1 實驗步驟 取一50 mL水樣，用一定濃度HCl標準溶液進行滴定,進入Tiamo軟件，調用設定的測定模式，用pH復合玻璃電極對溶液中的電位進行測量，儀器將自動運行計算，并記錄結果。

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：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：等當點識別標準為20；（4）滴定曲線圖以滴定所耗鹽酸的體積為橫坐標，溶液中的pH為左縱坐標，曲線的一階微商ERC為右縱坐標；（5）停止條件：當pH＝3時，停止滴定。

1.3.2.2 SETpH模式 調用程序：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，等當點1 pH ＝8.4，等當點 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，等當點1 pH ＝4.4。

2 結果與討論

2.1 滴定模式

分別選用DETpH和SETpH兩種模式對飲用水樣品進行分析，經試驗發現，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。

2.2 兩種模式的精密度

分別選用高、中、低不同濃度的樣品進行試驗,每種濃度的樣品分別測定7次,進行統計學分析,其結果（見表1）。高、中、低不同濃度的樣品（平均濃度為180～395 mg/L）重復測定的結果，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%，結果表明SETpH模式下精密度較好。

2.3 兩種模式的準確度

分別選用兩種不同濃度的樣品，加入相當于60及30 mg/L總堿度（以CaCO3計）的標準溶液,在DETpH和SETpH兩種模式下分別進行7次測定（見表2）。

表2結果表明，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確度實驗（mg/L）Table2 Automatic potentiometric titration method to determine the total alkalinity accuracy experiment（mg/L）

2.4 兩種模式的質量控制

用編號為BW3162，濃度為1 000 mg/L的總堿度溶液標準物質配置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控實驗（mg/L）Table3 Automatic potentiometric titration method to determine the total alkalinity QC experimen（tmg/L）

結果表明，DETpH和SETpH模式下測得值分別為101.57 mg/L、100.34 mg/L與標準配置值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，而SETpH模式的相對誤差較小。

3 結論

自動電位滴定法測定水中的總堿度，具有較好的準確度和精密度，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，節省大量人力，適用于常規的水質分析工作。

［1］《水和廢水監測分析方法》編委會編.水和廢水監測分析方法第三版［M］.北京：中國環境科學出版社，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用氫氧化鈉中氫氧化鈉和碳酸鈉的含量［J］.現代科學儀器，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- 化學分冊，2004，40（2）：77-79.