影響EDTA滴定法測石灰劑量的因素

陳　顏北京科遠(yuǎn)智恒工程檢測有限公司（100000）

?

影響EDTA滴定法測石灰劑量的因素

陳顏
北京科遠(yuǎn)智恒工程檢測有限公司（100000）

摘要：石灰劑量是石灰穩(wěn)定土重要的施工技術(shù)參數(shù)之一，在施工過程中根據(jù)不同的測試時間準(zhǔn)確、科學(xué)地確定該參數(shù)是重點。經(jīng)過在實驗室長期檢測發(fā)現(xiàn)影響石灰穩(wěn)定土石灰劑量測定的因素較多，并對此進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出相應(yīng)的處理和改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：石灰劑量；石灰穩(wěn)定土；EDTA滴定法

石灰土具有良好的力學(xué)性能和一定的水穩(wěn)性、抗凍性，被廣泛應(yīng)用在高級公路的基層和農(nóng)村低等級公路的基層中。在石灰土質(zhì)量監(jiān)控中，石灰劑量是其中很重要的一個指標(biāo)。它直接決定著結(jié)構(gòu)強度的高低和均勻性。石灰劑量的測定方法有EDTA滴定和直讀式測鈣儀兩種。由于測鈣儀法普及程度低且一期耐久性較差，目前采用EDTA滴定法進(jìn)行日常石灰劑量的測定比較普遍。EDTA滴定法測定石灰劑量方便、快捷，但在測定準(zhǔn)確性方面仍有地方值得探討。通過對EDTA滴定法的研究及大量檢測結(jié)果的匯總分析，這里總結(jié)了影響該方法準(zhǔn)確性的幾個因素。

1　EDTA滴定法的化學(xué)原理

先用10％的NH4Cl弱酸溶出石灰穩(wěn)定材料中的Ca2+，然后用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液奪取Ca2+，EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量與相應(yīng)的石灰劑量存在近似線性關(guān)系［1］。

2　影響因素

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線準(zhǔn)確性的影響

EDTA滴定法是將滴定所用的EDTA二鈉毫升數(shù)，通過與標(biāo)準(zhǔn)曲線對應(yīng)比較來確定其石灰劑量。不同品種的石灰和不同的操作方法得到的EDTA滴定法標(biāo)準(zhǔn)曲線不同。EDTA法測出的石灰劑量只是在一定條件下的相對量，而并非待測物含有的實際絕對量。因此，操作中首先要保持制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性，使其真正具有標(biāo)準(zhǔn)意義。

2.2由含水量引起的標(biāo)準(zhǔn)曲線的誤差

在準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線試樣時，若土和石灰的風(fēng)干含水量測定誤差較大（超過2％），在混合料總質(zhì)量不變的情況下，則會導(dǎo)致石灰土中應(yīng)加入的水的質(zhì)量過多或過少，而石灰質(zhì)量則會相對減少或增長，致使滴定時耗用EDTA二鈉的用量偏小或偏大，使得最終繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線位置過低或過高。為避免此項誤差，在試驗工作中要認(rèn)真測試土和石灰的含水量，確保土和石灰的含水量準(zhǔn)確，從而確保繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性。

2.3EDTA濃度的影響

根據(jù)分析化學(xué)原理EDTA本身是一個不純的非基準(zhǔn)試劑，所配制溶液的準(zhǔn)確度無法依靠EDTA的精確稱量和溶液的標(biāo)準(zhǔn)定容來達(dá)到，而只能依靠其他基準(zhǔn)物質(zhì)采用標(biāo)定的方法加以確定。

由于本方法采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，可以免除溶液濃度標(biāo)定的過程，但必須確保每次配制的EDTA溶液濃度不變，顯然非基準(zhǔn)的EDTA試劑無法做到這一點。因此，當(dāng)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的EDTA溶液與實測時的EDTA溶液不是同一次所配制時，盡管每次也都是按照規(guī)程指明的方式進(jìn)行操作，但仍不可避免地造成濃度上的差異，進(jìn)而帶來分析誤差。

克服這一誤差的最簡便的方法是根據(jù)施工期間石灰土檢測工作量的大小，一次性配制出足夠用的EDTA溶液，貯存于聚乙烯容器中密閉保存，可供隨后時間使用而不會發(fā)生濃度上的變化，從而有效避免因非同一次配制溶液所造成的檢測誤差。也可以根據(jù)實驗室的實際使用量，到試劑商店購買EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，從而減少由于EDTA濃度引起的誤差，但是若實驗室使用量過大不建議此法。

2.4取樣方法的影響

進(jìn)行EDTA滴定的目的是確定石灰土中的石灰劑量，以指導(dǎo)生產(chǎn)施工。實際工地拌制的石灰土是不均勻的，尤其是在路段現(xiàn)場拌和生產(chǎn)的情況下，相對來說拌和站生產(chǎn)的石灰土要好一些。

如果檢測時抽取的樣品數(shù)量有限且位置較近，很容易造成抽樣不具有代表性。以不具代表性的樣品進(jìn)行EDTA滴定試驗，即使試驗過程再精確，最終也是以錯誤的信息指導(dǎo)生產(chǎn)施工。樣品的選擇非常關(guān)鍵，生產(chǎn)施工都是以樣品的試驗結(jié)果為依據(jù)的，所以抽樣頻率在符合要求的前提下要盡可能多，所選位置要盡可能代表全部。

2.5試驗進(jìn)行時間的影響

隨著齡期的增長，石灰穩(wěn)定材料中的一部分鈣離子已經(jīng)與土中的礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，因此游離的鈣離子減少，用初始的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量的標(biāo)準(zhǔn)曲線確定的石灰劑量必然下降。解決這一問題的措施是對石灰土樣品在拌和后立即進(jìn)行取樣檢測石灰劑量，達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)曲線制作時的時間一致，避免由于時間效應(yīng)引起的差異和對準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。否則即使樣品齡期不超7 d也需要用相應(yīng)齡期的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量的標(biāo)準(zhǔn)曲線來確定石灰劑量。此過程需要實驗室與施工方在時間上做到一致，盡量減少因送檢時間等造成的對試驗結(jié)果的影響。

2.6試驗過程的操作準(zhǔn)確性

EDTA滴定法具有嚴(yán)格的化學(xué)專業(yè)特性，各環(huán)節(jié)的試驗操作直接決定著試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。因不規(guī)范操作引起的誤差不容忽視。

1）每個樣品加入化學(xué)試劑后攪拌的時間、速度和方式以及EDTA滴定速度應(yīng)力求相同，否則將影響試驗的精度，尤其是繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時更應(yīng)該注意這個問題。

2）樣品中加入NH4Cl溶液后靜置時間要相同。靜置時間過長，吸取的懸浮液較清，所含石灰顆粒沉積在試杯底部，使得得出的石灰劑量小于實際劑量。

3）試驗中所用的NH4Cl溶液最好當(dāng)天用完，不要放置過久，否則NH4Cl可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響滴定所用試樣清液的質(zhì)量，使滴定結(jié)果變小。

4）在終點顏色的判斷中，臨近終點時顏色先由玫瑰紅變?yōu)樽仙^續(xù)滴定變?yōu)榧兯{(lán)色。指示劑劑量的大小對顏色深淺有很大影響。指示劑的量越大、終點藍(lán)色越深，由紫色變?yōu)榧兯{(lán)色的界限也越不明顯，滴定終點越難判斷；指示劑的量相對少一些，則顏色由紫變?yōu)樗{(lán)色的界限越明顯，滴定終點越容易判斷，試驗的誤差也越小。所以指示劑一定要適量，鈣紅指示劑的質(zhì)量以0.2 g為宜。

5）EDTA滴定過程中應(yīng)控制好滴定環(huán)節(jié)。滴定過程中溶液的顏色有明顯的變化過程，從玫瑰紅變?yōu)樽仙⒆罱K變?yōu)樗{(lán)色。因此要把握好滴定的臨界點，不可直接將溶液滴到純藍(lán)色上，因為在滴定過量時，溶液的顏色將始終保持為純藍(lán)色，如果沒有經(jīng)過臨界點，可能已經(jīng)過量很多。一般來說，在溶液顏色變?yōu)樽仙螅缡覄┝枯^低，1～2滴就能使其徹底變藍(lán)；如石灰劑量較高，可能需要得多一些，因此此時的滴定速度務(wù)必放慢，逐滴滴入，并時刻搖勻，以免滴定過量。

3　結(jié)語

這里在六個方面分析了影響EDTA滴定法測定石灰劑量的因素，因此只要加強試驗中各個環(huán)節(jié)的控制，提高測定精度就能得到準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］JTGE 51- 2009，公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程［S］.