天然水中硫酸根離子的測定

天然水中硫酸根離子的測定

硫酸根離子廣泛應(yīng)用于天然水中。水中的硫酸鹽含量是評價水質(zhì)效率、顯示特定水文條件和影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。水中的so42含量是非常必要的。這是進行水質(zhì)常規(guī)分析的重要項目之一。水中硫酸根離子的測定方法很多,有重量法、鉻酸鋇比色法、比濁法、離子色譜法、EDTA容量法等。重量法比較準(zhǔn)確,但手續(xù)繁雜,只適用于測定硫酸鹽含量為10mg/L以上的水樣;硫酸鋇比色法可用于測定5～200mg/L硫酸鹽的清潔水樣;比濁法適用于硫酸鹽含量在40mg/L以下的水樣,但要求嚴(yán)格控制操作條件;離子色譜法可同時連續(xù)測定其他陰離子(如NO3-,NO2-,Cl-,Br-等),但儀器設(shè)備昂貴。EDTA容量法測定時間較短,但滴定終點顏色變化不明顯。本文根據(jù)EDTA容量法原理,設(shè)計用毛細滴管數(shù)滴微型滴定法對天然水中硫酸根離子進行測定,所用儀器結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便,試劑用量少、成本低,實驗表明,本文設(shè)計的方法終點明顯、易觀察,實際測定結(jié)果與重量法相當(dāng),值得在實驗教學(xué)和生產(chǎn)實踐中推廣運用。1實驗部分1.1edta法滴定鈣鎂量先用過量氯化鋇將溶液中的硫酸根沉淀完全,為防止產(chǎn)生碳酸鋇沉淀,可先對待測水樣進行處理(將待測液酸化,同時加熱至沸5min以除去二氧化碳)。用空白標(biāo)定(過程1,EDTA滴定用量(滴數(shù))為n1)求得加入鋇的量,再用EDTA法滴定待測液中原有的鈣鎂量(過程2,EDTA滴定用量(滴數(shù))為n2),過量的鋇連同待測液中原有的鈣鎂,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定(過程3,EDTA滴定用量(滴數(shù))為n3)。為使終點明顯,在pH≈10時添加指示劑(鉻黑T),并加入5mLMg-EDTA溶液,從加入的鋇中減去沉淀硫酸根后的剩余鋇鎂,即為沉淀硫酸根所用的鋇,從而求得待測液中硫酸根的含量。1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定AE240型電子天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司),自制聚乙烯毛細滴管,A級定量分析玻璃儀器等。本方法所用試劑和水均使用分析純試劑和蒸餾水。EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.0106mol/L):用0.0100mol/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定;BaCl2溶液(0.0110mol/L):用0.0106mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定;鉻黑T溶液(0.2%):稱取0.2g鉻黑T和2g鹽酸羥胺,溶于無水乙醇中,用無水乙醇稀釋至100mL,貯于棕色瓶內(nèi);氨緩沖溶液(pH≈10):稱取20g氯化銨,以無二氧化碳水溶解,加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氨水,用水稀釋至1L;乙二胺四乙酸二鈉鎂(Mg-EDTA)溶液(0.04mol/L):稱取17.2g乙二胺四乙酸二鈉鎂(四水鹽),溶于1L無二氧化碳水中;鹽酸溶液(0.01mol/L);三乙醇胺(200g/L);Na2S溶液(20g/L);無水乙醇。1.3測量1.3.1滴定將自制毛細滴管吸滿蒸餾水,擦干表面水份后倒放在干燥的小燒杯里,一起放到電子天平中稱量。戴手套,取出滴管,逐滴滴出100滴水后再次稱量,差值即為100滴水的質(zhì)量。根據(jù)水溫及水的密度計算滴管的液滴體積V液滴(mL)。1.3.2硫酸根離子測定1.3.2.bacl2-ms-edta標(biāo)準(zhǔn)溶液配制空白實驗即測定一定體積BaCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液需要EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴數(shù)。準(zhǔn)確移取20.00mL蒸餾水于150mL三角燒瓶中,加入1.00mLBaCl2溶液,再加入10mL無水乙醇(攪拌片刻)、5mLMg-EDTA溶液、5mL氨性緩沖溶液、4滴鉻黑T指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榱了{色。記錄滴定消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù)n1。1.3.2.u3000定形準(zhǔn)確移取20.00mL已處理水樣于150mL三角燒瓶中,依次加入1mL三乙醇胺、5滴Na2S溶液、5mLMg-EDTA溶液、5mL氨性緩沖溶液、4滴鉻黑T指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榱了{色。記錄滴定消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù)n2。1.3.2.離子濃度ws準(zhǔn)確移取20.00mL水樣于150mL三角燒瓶中,加1滴0.01mol/L鹽酸溶液(pH約等于5),加熱沸騰5min除去二氧化碳,然后依次加入10mL無水乙醇、1mLBaCl2溶液(過量),攪拌片刻,觀察略有白色渾濁為正常(如果渾濁偏重應(yīng)減少樣品溶液的吸取量),然后依次加入1mL三乙醇胺、5滴Na2S溶液、5mLMg-EDTA溶液、5mL氨性緩沖溶液、4滴鉻黑T指示劑,立即用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榱了{色。記錄滴定消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù)n3。根據(jù)滴定的液滴數(shù),按下式計算溶液中硫酸根離子濃度。(1)式中c(SO42-)為所取待測液中SO42-的物質(zhì)的量濃度(mmol/L);c(EDTA)為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mol/L);n1為BaCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù);n2為試樣中Ca2+、Mg2+消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù);n3為測定試樣消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù);V液滴為毛細滴管液滴體積(mL);V為試樣體積(mL)。2結(jié)果討論2.1控制理論誤差理論上看,滴定液滴數(shù)n越大,相對誤差就越小。但實驗表明,當(dāng)n≥100,對誤差的影響很有限,而操作人員卻必須長時間保持高度的注意力,不能有絲毫松懈,否則就會發(fā)生數(shù)滴錯誤。綜合各因素的影響,以n=50～200為宜,這樣可使理論誤差控制在2.0%以內(nèi)。既能保證較高的準(zhǔn)確度,又符合快速測定的要求。2.2u3000滴定液滴均勻性滴管材料有普通玻璃滴管、醫(yī)用一次性注射器不銹鋼針頭和微型實驗用聚乙烯塑料多用滴管3種。玻璃滴管在保管和使用時管尖極易折斷,不銹鋼針頭制作的滴管由于無法看見針尖是否混入氣泡而會影響滴定液滴的均勻性,因此都不適用于本法。塑料滴管既透明,又不易折斷,是本法的首選。這種毛細滴管的制作也很方便,只要將塑料滴管放在普通酒精燈焰上稍加熱即可拉制,其中的毛細管部分往往很細長,即使插入水樣瓶4～5cm深處,也不會導(dǎo)致水樣從瓶中溢出,加上其管身帶有體積刻度,因此還可將它用于容量瓶的定容操作中,效果優(yōu)于移液管、滴管等其他器皿。2.3液滴不同時長表1顯示,對同一材料的滴管,液滴體積V液滴越大,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差就越大,說明滴管口徑越小,液滴的均一性越好;但若V液滴太小(如0.005mL),必然增大滴定操作的難度。經(jīng)過反復(fù)試驗和比較,以V液滴=0.01～0.02mL為宜。2.4體積6次重復(fù)測定通過實驗考查了溫度對毛細滴管液滴體積的影響。當(dāng)溫度為10、20和30℃時,2號滴管的液滴體積6次重復(fù)測定的平均值依次為0.02061、0.02065、0.02087mL,相對極差為:(0.02087-0.02061)×100%÷0.02065=1.26%。由于相對極差較小,故通常條件下可以不