紅嶺鉛鋅礦化驗(yàn)室pH值對(duì)EDTA滴定法中測(cè)定鉛研究與實(shí)踐

趙曉霞　朱曉輝

摘要：世界鉛礦石儲(chǔ)量豐富，我國(guó)金屬鉛主要以氧化鉛的形式存在。鉛礦石易于分解，鉛的測(cè)定方法主要有滴定法、極譜法、原子吸收光譜法和X熒光光譜法，但以EDTA滴定法最為普遍。文章研究了乙酸-乙酸鈉緩沖溶液的pH值對(duì)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鉛的影響，研究結(jié)果表明：以二甲酚橙為指示劑用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定乙酸鉛最合適的pH值為5.59。

關(guān)鍵詞：紅嶺鉛鋅礦；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液；pH值；滴定終點(diǎn)金屬鉛；氧化鉛 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：P618 文章編號(hào)：1009-2374（2017）02-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.068

1 概述

鉛礦石作為我公司開發(fā)的礦石資源之一，無(wú)論從形成到開采及生產(chǎn)分離都需要經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)而又艱難的過(guò)程。化驗(yàn)工作作為礦石流程中的最后的一個(gè)程序必須能夠提供精準(zhǔn)的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)可以對(duì)公司生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及時(shí)的反饋與收集，從而有依據(jù)地提出一些建議和設(shè)想，由此可見化驗(yàn)工作的精準(zhǔn)程度將直接影響到公司的發(fā)展。要使公司飛速發(fā)展，化驗(yàn)工作必須滿足工作人員嚴(yán)謹(jǐn)、溫度適宜、酸堿度適宜等條件。以下就酸堿度對(duì)化驗(yàn)分析的影響做一分析。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品

鹽酸（1+1）、硝硫混酸（7+3）、高氯酸、乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH值分別為4.98、5.59、5.89）、抗壞血酸、二甲酚橙指示劑（0.2%）、EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）標(biāo)準(zhǔn)溶液、蒸餾水。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

SO42-+Pb2+=PbSO4

2CH3COO-+Pb2+=（CH3COO-）2Pb

試樣在鹽酸、硝酸中分解成離子，加入足量硫酸使鉛離子與硫酸生成硫酸鉛沉淀與其他元素分離，然后再加入乙酸-乙酸鈉緩沖溶液使硫酸鉛沉淀溶解生成乙酸鉛絡(luò)合物，加抗壞血酸除去溶液中殘留的鐵離子，以二甲酚橙為指示劑用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

稱取混合均勻且冷卻至室溫的礦粉樣0.2克左右于250毫升的燒杯中，在記錄本上記下原始數(shù)據(jù)。用少量水潤(rùn)濕，加入15毫升1+1鹽酸，蓋上表面皿，于電熱板上加熱待礦樣大部溶解加入10毫升硝硫混酸（7+3）及1毫升高氯酸，繼續(xù)加熱至樣品呈濕鹽狀，于室溫冷卻一分鐘左右繼續(xù)補(bǔ)加5毫升硝硫混酸直至礦石樣完全溶解，冷卻至室溫，用蒸餾水吹洗杯壁及表面皿至溶液體積變?yōu)?0毫升，于電熱板上加熱煮沸至燒杯內(nèi)樣品體積約為25毫升。在冷水浴中靜止冷卻。用中速濾紙過(guò)濾，濾紙上即為硫酸鉛沉淀（以免硫酸鉛沉淀中含有其他元素所以用熱的硫酸水洗液洗滌樣品14次以上），將硫酸鉛沉淀洗入原燒杯中，加入50毫升以上的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中加熱至沸于冷水中冷卻，并加入約2克的抗壞血酸，待冷卻加入2滴二甲酚橙用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定乙酸鉛發(fā)現(xiàn)指示劑的變色緩慢很難識(shí)別反應(yīng)什么時(shí)候達(dá)到終點(diǎn)，因此也導(dǎo)致了很難達(dá)到做樣的準(zhǔn)確率，經(jīng)過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)研究證明二甲酚橙滴定鉛在不同的pH值下顏色變化并非相同，對(duì)此下文進(jìn)行論述。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與分析

2.4.1 在pH值為4.98的乙酸緩沖溶液中滴定鉛。將800毫升冰乙酸、2000克無(wú)水乙酸鈉配制成緩沖溶液于8000毫升的容量瓶中用蒸餾水定容，由此可得緩沖溶液的pH值。計(jì)算公式為：

pH=PKa-log（酸）+log（堿） （1）

≈4.98

在pH值約為4.98的緩沖溶液中，以二甲酚橙為指示劑用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鉛的管理樣，指示劑顏色由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈S色，多年來(lái)化驗(yàn)室使用的這種方法顏色轉(zhuǎn)變緩慢，不宜調(diào)整滴定量，導(dǎo)致很難識(shí)別鉛的滴定終點(diǎn)，增大了做樣難度，降低了工作效率。按照以往方法記錄我單位鉛管理樣的實(shí)際結(jié)果為47.59%，EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定度為2.2550。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：當(dāng)鉛管理樣重量分別為0.1998、0.1945、0.1937、0.1897、0.1999、0.2003、0.2009，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)量分別為41.7、41.35、40.7、40.25、42.75、41.65、42.85，分析結(jié)果分別為47.06、47.94、47.38、47.85、48.22、46.89、48.10。

由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，在pH值為4.98的緩沖溶液中滴定鉛的管理樣結(jié)果與實(shí)際結(jié)果偏差較大，不利于各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，而導(dǎo)致結(jié)果分析偏差較大的主要原因就是滴定終點(diǎn)不容易識(shí)別。

2.4.2 在pH值為5.59的乙酸緩沖溶液中滴定鉛。為改變以往滴定終點(diǎn)不易識(shí)別的缺陷，現(xiàn)嘗試將緩沖溶液PH值改變后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將10毫升冰乙酸，100克無(wú)水乙酸鈉及蒸餾水配制1000毫升成乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，由式（1）可知此溶液的pH值約為5.59。現(xiàn)使用在pH值為5.59的緩沖溶液中，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鉛的管理樣，發(fā)現(xiàn)觀察終點(diǎn)時(shí)顏色由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榱咙S色，轉(zhuǎn)變極為明顯，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在此溶液中用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鉛的管理樣，發(fā)現(xiàn)鉛管理樣的品位與不同科研所所給的結(jié)論特別吻合，數(shù)值十分接近。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：當(dāng)鉛管理樣重量分別為0.2001、0.2003、0.1998、0.1999、0.1998、0.1999、0.2000、0.2003、0.2006，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)量分別為42.20、42.25、42.15、42.15、42.17、42.14、42.20、42.25、42.25，分析結(jié)果分別為47.56、47.57、47、57、47.55、47.59、47.54、47.58、47.46、47.49。

通過(guò)以上大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出在此緩沖溶液中滴定鉛，數(shù)值比較穩(wěn)定，且與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值十分接近，很大程度上改變了目前存在的終點(diǎn)難把握等問(wèn)題，故改變緩沖溶液的pH值可以解決目前存在的滴定難等問(wèn)題。但是是否無(wú)限大地提高pH值就更加有利于滴定呢？下面我們繼續(xù)增加pH值。

2.4.3 在pH值約為5.89的乙酸緩沖溶液中滴定鉛。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明提高緩沖溶液的pH值，可以改變滴定鉛溶液時(shí)終點(diǎn)難確定的難題。但是否pH值越大越好，我們還需實(shí)驗(yàn)證明。現(xiàn)假設(shè)再度提高緩沖溶液的pH值，觀察是否會(huì)是滴定實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定。將10毫升冰乙酸，200克無(wú)水乙酸鈉及蒸餾水配制成1000毫升乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，由式（1）可知此溶液的pH值約為5.89。現(xiàn)使用在pH值為5.89的緩沖溶液中，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鉛的管理樣，發(fā)現(xiàn)觀察終點(diǎn)時(shí)顏色由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榱咙S色，未發(fā)生明顯改變。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：當(dāng)鉛管理樣重量分別為0.2001、0.2005、0.1996、0.1994、0.1990、0.1999、0.2000、0.2000、0.2010，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)量分別為42.25、42.25、42.15、42.10、42.06、42.14、42.20、42.21、42.35，分析結(jié)果分別為47.61、47.52、47.62、47.61、47.66、47.54、47.58、47.59、47.51。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，可以得出。在pH值增加到5.89時(shí)測(cè)定結(jié)果與pH值為5.59時(shí)大致相同，其穩(wěn)定程度也基本沒有太大變化，故從降本增效方面考慮選擇使用pH=5.59的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)了大量實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐使用證明，這次通過(guò)改變乙酸-乙酸鈉緩沖溶液的pH值來(lái)改變鉛滴定終點(diǎn)，既節(jié)約成本、縮短時(shí)間，又減少工作量，徹底改變了以往鉛測(cè)定過(guò)程中的不穩(wěn)定、不可靠、難識(shí)別等難題。新方法的回收率及精密度均能滿足分析要求，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生成效率，節(jié)約了成本。

參考文獻(xiàn)

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[3] 黃運(yùn)顯，孫維貞.常見元素化學(xué)分析方法[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介：趙曉霞（1990-），女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司工程師，研究方向：非煤礦山化驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）