自動電位滴定法測定水中總硬度的應用研究

摘 要：該文采用自動電位滴定代替手動滴定，通過電位突變指示終點來測定地下水中的總硬度，并與手動滴定進行了比對實驗。結果表明，自動電位滴定法具有準確性高、精密度好、干擾小、大大節省勞動力等優點，不失為一種好的水中硬度的測定方法。

關鍵詞：地下水；總硬度；電位滴定；測定

中圖分類號 O661.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）22-25-02

Abstract：In this paper，the total hardness in groundwater was determined by automatic potentiometric titration instead of manual titration and it indicated the end of the mutation by potential. And it was compared with the manual titration experiments，the results show that it is a good method of determination of the total hardness which has high accuracy，better precision，small interfering，saving labor，etc.

Key words：Groundwater；Total hardness；Potential Titration；Determination

鈣（Ca）廣泛地存在于各類的天然水中，主要來源于含鈣巖石（如石灰巖）的風化溶解，是構成水中硬度的主要成分。鎂是天然水中的一種常見成分，主要是含碳酸鎂的白云巖以及其它巖石的風化溶解產物，鎂鹽是水質硬化的主要因素。硬度過高的水不宜作工業使用，特別是鍋爐作業，由于長期加熱的結果，會使鍋爐內壁結成水垢，不僅影響熱的傳導，而且還隱藏著爆炸的危險，此外硬度過高的水也不利于人們生活中的洗滌及烹飪[1]。因此，總硬度是地下水、生活飲用水等相關規范和標準中規定的必測項目。

水體總硬度的測定方法主要有EDTA絡合滴定法、電感耦合等離子體發射光譜法、原子吸收法、電位滴定法[2]。本文從精密度和準確度2個方面對全自動電位滴定法和手動滴定法進行了比對研究。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器 855型自動電位滴定儀，附鈣電極（瑞士萬通）；玻璃酸式滴定管（50mL）（上海）。

1.1.2 試劑 氯化銨：分析純；硫酸鎂：分析純；二水合EDTA二鈉：優級純；氨水：分析純；碳酸鈣：分析純；鉻黑T：分析純；氯化鈉：分析純；鹽酸：分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 全自動滴定儀器條件 電極：鈣電極；加液速度：2mL/min；滴定速度：慢檔；停止體積：50mL；停止等當點：2個；到達等當點后繼續加液體積：1mL；等當點識別標準：5mV；等當點識別：最后。

1.2.2 樣品測定

1.2.2.1 全自動滴定法 準確量取50.0mL樣品于瑞士萬通定制的250mL燒杯瓶中，加4mL緩沖溶液，將燒杯瓶放入自動樣品盤中，進入855自動電位滴定儀的樣品操作系統，選用鈣電極，用二水合EDTA-二鈉溶液滴定至終點，記錄二水合EDTA-二鈉溶液的用量。

1.2.2.2 手動滴定法 準確量取50.0mL樣品于250mL錐形瓶中，加4mL緩沖溶液和50～100mg鉻黑T指示劑干粉，立即在不斷振搖下，用二水合EDTA二鈉標準溶液滴定至終點。

2 結果與分析

2.1 準確度試驗 按照自動測定分析步驟，用瑞士萬通855型自動電位滴定儀分析中國環境監測總站制備總硬度標準樣品，以檢驗該自動滴定方法的準確性。本文測定了2個不同濃度總硬度值的標準樣品200732、200734，結果見表1，由表1可知，其測定值均在保證值范圍內。

2.2 精密度試驗 分別采用全自動滴定法和手動滴定法對3個不同濃度的樣品各平行測定6次，測定結果見表2～4。由表2～4可知，全自動滴定法測定3個濃度（由低到高）的精密度分別為1.9、1.1、0.3，手動滴定法測定3個濃度（由低到高）的精密度分別為2.6、1.4、0.4。由此可知，全自動滴定的精密度均優于手動滴定的精密度。

2.3 2種方法分析結果差異性比較 選取9份不同水樣（n=9），使用電位滴定法與手工滴定法同時進行測定，2種方法獲得的結果進行統計學t配對檢驗，結果見表5。計算得出t=0.820，給定α=0.05，由t0.05（8）=2.306，結果t=0.820，故可得出2種方法獲得的結果無顯著性差異。

3 結論與討論

本文通過對全自動滴定法和手動滴定法測定水中總硬度值的比對研究，結果表明：2種滴定方法測定實際樣品結果等效，都有很好的準確度和精密度，其中全自動滴定法的精密度又優于手動滴定法。

全自動滴定法不受水樣濁度和色度的影響，不需要指示劑，避免了手動滴定總硬度的以下缺點：（1）由于配位反應較慢，滴定速度不宜太快，接近終點時更要緩慢滴定并充分搖動，否則很容易滴定過量；（2）手動滴定時，如果水樣中含有微量的銅離子時，指示劑終點變色不清楚，需要加掩蔽劑。應用該方法，即加快了實驗室總硬度的分析速度，又解放了總硬度實驗人員的勞動強度，是測定水中總硬度分析實驗中值得推廣的滴定方法。

參考文獻

[1]國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.《水和廢水監測分析方法》（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社，2009：412.

[2]盧海燕，李軒.電位滴定法連續測定水中鈣和鎂[J].廣州化工，2009，37（4）：147-148.

（責編：張宏民）