EDTA滴定法测定水质总硬度的改进实验
2014-12-02乔晓平
乔晓平
(东海县环境监测站,江苏东海 222300)
在环境监测分析中,总硬度为常规分析项目。EDTA滴定法 (GB7477-87)是测定水质总硬度较常用的方法[1]。该法操作步骤简单、准确可靠,但缓冲溶液的配制比较麻烦,国标方法对缓冲溶液的配制都是将EDTA二钠镁或硫酸镁与EDTA二钠盐的水合物以适当的比例混合后,和缓冲溶液配在一起。为使EDTA与镁离子准确定量络合,需要在指示剂存在的情况下,用EDTA二钠盐或硫酸镁反复精心调节,溶液才能达到精确的化合当量,操作比较繁琐,因而不断有人提出改进实验[2~6]。
笔者根据多年分析检测实践经验,提出在配制缓冲溶液时不加入EDTA二钠镁,也不调节到精确的化合当量,而是在配制EDTA标准溶液时,将EDTA二钠镁加入其中,然后再进行标定。并进行标准样品和实际样品检测,和国标方法相比较,得出较为可靠的分析结果。此法可以省去国标方法中对缓冲溶液配制的反复调试操作,亦不必在缓冲溶液中加入镁盐和指示剂。该优化方法测定结果更加准确、简便、快捷。
1 主要试剂
1.1 缓冲溶液 (pH10)
称取10g氯化铵溶于100mL蒸馏水中,加40mL浓氨水,用蒸馏水稀释至250mL。氨的挥发可导致缓冲溶液pH值的降低,从而影响总硬度的测定。故应密闭,低温保存。
1.2 EDTA二钠标准溶液 (10mmol/L)
将一份EDTA二钠二水合物和一份EDTA二钠镁在100℃干燥2h,放入干燥器中冷却至室温,称取3.742gEDTA二钠二水合物和0.25gEDTA二钠镁溶于200mL水,在容量瓶中定容至1000mL,盛放在聚乙烯瓶中,定期校对其浓度。
1.3 铬黑T指示剂
铬黑T指示剂的配制同GB7477-87。
1.4 钙标准溶液 (10mmol/L)
钙标准溶液的配制同GB7477-87。
2 主要测定步骤
2.1 加显色剂
用移液管吸取50.0mL试样于250mL锥形瓶中,加4mL缓冲溶液和3滴铬黑T指示剂溶液,此时溶液呈紫红色,其pH值应为10.0±0.1。
2.2 滴定
加入铬黑T后应尽快完成滴定,向滴定管中加入EDTA二钠标准溶液,为防止产生沉淀,应在不断振摇下滴定。刚开始,滴定速度宜稍快,接近终点时应稍慢,并充分振摇,最好每滴间隔2~3s,溶液的颜色由紫红色逐渐变为蓝色至刚出现天蓝色时即为终点,整个滴定过程应在5min内完成。记录滴定体积V1。
2.3 EDTA二钠标准溶液标定
分别取20mL钙标准溶液于3个250mL锥形瓶中,加纯水30mL,缓冲溶液4mL,加入3滴铬黑T指示剂,用EDTA标准溶液滴定,溶液颜色由紫红色转变为天蓝色即为滴定终点。计算EDTA标准溶液浓度,结果见表1。
计算公式:
C1=C2V2/V1
式中:C2——钙标准溶液的浓度 (mmol/L);
V2——钙标准溶液的体积 (mL);
表1 标定的EDTA标准溶液浓度Tab.1 The concentration of EDTA standard solution for calibration
V1——标定中消耗的EDTA二钠溶液体积 (mL)。
2.4 计算
总硬度浓度C(mg/L)用下式计算:
C=100.09×C1×V1/V0
式中:C1——EDTA二钠溶液的浓度(mmol/L);
V1——测定中消耗的 EDTA二钠溶液的体积(mL);
V0——试样体积(mL)。
如果试样经过稀释,采用稀释因子F修正计算。
3 优化方法的实验验证
3.1 空白试验
各取50mL纯水于6个250mL锥形瓶中,分别加入4mL缓冲溶液,3滴铬黑T指示剂,摇匀后溶液分别呈天蓝色,空白全部为零。因此,测定样品时无需减去试剂空白。
3.2 实际样品的比对测定
分别用国标方法和优化方法对实验用水 (市售娃哈哈纯净水)、东海县昌黎水库、东海县水厂地表水样,东海县环保局院内深井、牛山镇英疃村浅井和平明镇浅井、平明镇山前村深井的4个地下水样、东海县牛山镇甘泉纯净水厂甘泉水和一个国家环境保护部的总硬度标准样品进行测定。计算水样的总硬度,结果见表2,测定结果表明,空白对实验无影响;使用优化方法测定水中总硬度是可靠的,且测定结果较国标方法误差更小、更准确。
表2 两种不同方法测定结果Tab.2 The determination results of two different methods
4 改进方法的精密度试验
用改进方法分别对东海县安峰镇南山纯净水厂生产的南山水和国家环境保护部的总硬度标准样品200731(1.48±0.04)mmol/L进行平行测定6次,计算水样的总硬度,测定结果见表3。实验结果表明,使用改进方法测定水中总硬度的精密度和准确度都满足要求。
表3 精密度试验结果Tab.3 Precision test results
5 检出限的测定
按照改进方法的样品分析步骤,分别对东海县安峰镇南山纯净水厂生产的南山水平行测定10次,计算10次平行测定的标准偏差,按公式MDL=t(n-1,0.99)× S[7]计算方法检出限,结果见表 4。查表得t值为2.821,根据公式计算方法的检出限为0.694 mg/L,最低检出浓度为 3 mg/L,即 0.03 mmol/L。
表4 检出限的测定Tab.4 The determination of the detection limit
6 结论
6.1 该优化方法和国标方法相比,操作简单,测定结果准确度和精密度符合要求。
6.2 优化方法可适用于饮用水、地表水、和地下水总硬度的测定,测定的最低浓度为0.03 mmol/L。可在水质检测分析实验室推广应用。
[1] 国家环境保护局.GB7477-1987水质 钙和镁总量的测定EDTA滴定法[M].北京:中国环境科学出版社,1987.
[2] 尚宏庆.EDTA络合滴定法测定总硬度的改进[J].中国环境监测,1993,9(2):56-57.
[3] 李慧敏,李宗善,陈喜玲,等.总硬度测定缓冲溶液配制方法的改进实验[J].环境科学和技术,2005,28(增刊):51-52.
[4] 徐晓红.总硬度测定中缓冲溶液及指示剂配制的改进[J].化学工程与装备,2008,(1):75-76.
[5] 蒋耀梅,蔡裕丰.EDTA滴定法测定水中总硬度缓冲溶液配制的改进[J].环境监控与预警,2011,3(3):21-22,27.
[6] 吕福元.测定总硬度EDTA标准溶液配制的改进[J].环境监测管理与技术,2001,13(3):38.
[7] HJ 168—2010,附录A[S].