工業用水總硬度測定方法的改進探究

文 廖瀅瀅

在對水的總硬度的測定中，配位滴定法是最主要的測定方法之一，其主要原理就是利用金屬指示劑來判斷滴定的終點。在配位滴定處理的過程中的一個重要的要求就是能夠形成穩定的配位化合物。所謂穩定的配位化合物，就是由可以給出孤對電子的一定數目的離子或分子與具有接受孤對電子的原子或離子，按照一定的組成空間和構型形成的化合物。只有在形成穩定的化合物下，終點的誤差才會小。其次，要求配位的反應速度很快，所以需要用恰當的方法確定終點，而且在計算關系中，最好沒有逐級配位的現象。

一、實驗中存在的弊端

1.在實驗中當用到三乙醇胺（TEA）作為掩蔽劑時，用來分析純的三乙醇胺（TEA）的本身就會消耗少量的乙二胺四乙酸（EDTA）溶液。

2.在實驗中應該用K—B作為指示劑，但是實際的實驗中經常使用鉻黑T（EBT）作為指示劑。其屬于二羥基偶氮類染料，由于鉻黑T結構中含有一個氧化性基以及兩個不同的還原基。正是因為這些分子的存在，分子內部很可能發生氧化還原反應，導致其水溶液在氧化還原反應的條件下發生分子的聚合而變質。因此在實際的實驗中經常配置成含有三乙醇胺的水溶液或者經常與氯化鈉配置成固體溶液在實驗中使用。雖然使用了減少誤差的方法，避免了三乙醇胺消耗乙二胺四乙酸（EDTA）溶液，但是，由于在配置固定溶液的過程中很難掌握其用量，所以會導致在平行的實驗中出現試樣的顏色深淺不一。過程中難免會出現誤差。

二、實驗中的改進方法

1.對指示劑的穩定性進行改進

由于大多數的無機配合物的穩定性都很差，配位比不恒定，所以在實驗中如果用作滴定反應的實驗，就會造成誤差。因此，在測定中應該對指示劑的穩定性進行改進。

例如，將現用的指示劑改變成乳化劑聚乙二醇辛基苯基醚的鉻黑T的水溶液。其中聚乙二醇辛基苯基醚的濃度為2%，EBT的濃度是3×10-3mol/L。實驗表明在新配制的溶液的穩定性相比于其他的單獨的溶液比較好，放置相同的時間的條件下吸光度好于沒有相溶解的溶液。這就說明在改良過的水溶液作為指示劑時，穩定性要更好，測量結果的精密度好，測量的靈敏度也要高于原來的指示劑。綜上所述，新的水溶液可以克服原先指示劑測量不準確的缺點，能夠符合實驗的要求。

2.指示劑改制成K—B指示劑

將現用指示劑改制成K—B指示劑，試驗發現，用三乙醇胺做掩蔽劑時，如果用EBT作指示劑滴定到終點后過一段時間溶液就會又變成紫色，但是如果改用K—B作指示劑時，終點時溶液呈現穩定的藍色或者藍綠色，而且不會褪色，當溶液中有AI3+、Fe3+、Mn2+、Cu2+等干擾離子存在時，對K—B指示亦無影響。在試驗中可以改用加1～2滴的K—B指示劑即可滿足要求。

例如，在實驗中如果使用三乙醇胺作為掩蔽劑時，可以掩蔽水中的AI3+、Fe3+以及少量的Mn2+，但是當水中含有Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子時，三乙醇胺是掩蔽不了其離子的存在的。如果水中存在的Mn2+超過1mg/L時，在堿性的條件下Mn就會被氧化成高價，導致指示劑變成灰白色等，所以為了消除這種情況下的干擾，就需要在其中加入鹽酸羥胺。當水中含有Cu2+存在時，如果不對其進行掩蔽就會出現Cu2+對指示劑的封閉作用，所以，需要在其中加入適量的硫化鈉進行掩蔽。

3.改變測定的方法

實驗前首先應該對所要用的三乙醇胺進行消耗的EDTA進行測量，計算出消耗的溶液的體積，找到其空白值。準確取出100mL的水樣放在錐形瓶中，在錐形瓶中加入1∶1的三乙醇胺溶液適量，pH=10的氨性緩沖液適量，K—B指示劑1～2滴。最后使用EDTA標準液滴定到溶液由紫紅色變成藍色為止。平行測定3～4次，確保實驗的準確性。

通過對實驗的多次觀察，實驗中存在的弊端可以通過方法的改良減少誤差的存在，對于提高工業中的生產有很好的促進作用，大大提高了生產質量。