滴定分析在水质检测中的应用分析

肖文武

摘 要：随着国家经济的快速发展，人们的生活水平不断的进步，但是，中国仍然面临用水困难的问题。出现这种现象不仅是因为水资源短缺，还因为水质较差。针对上述情况，进行水质检测是十分有必要的。KMnO4是一种常用的氧化剂，它可以与水中的各种污染物发生氧化反应进而生成高锰酸盐，然后对高锰酸盐指数进行测定就能确定水中所含的各种物质。

关键词：滴定;水质检测;应用

滴定分析法是将已知浓度标准溶液中滴加到被测定物质的溶液中，两者溶液进行反应，直到溶液完全反应以后，根据滴加标准溶液的浓度和体积计算出被测定物质的含量。滴定法操作简单、检测速度快、准确率高，因此在水质分析中得到广泛应用。

1 常见的几种滴定分析法

1.1 参比滴定分析法

参比滴定分析法指将已知被测物标准比色管作为参比管，通过比色分析原理与样品管同时进行操作，然后观察被测物质标准液滴定比色管，直到两根管子的颜色一致，再用滴定标准溶液测定被测标准溶液的含量。这种检测方法不容易受到被检测物质含量和检测方法的限制，对检测环境和检测设备的要求不高，所以这种检测方法在各地基层单位水质检测中广泛应用。将其应用在镁离子和铜离子等物质在水质中的含量，不仅简化了检测流程，而且检测精度高、回收率也大大优于分光光度法和目视比色法。具体操作方法如下：首先选择两根质地、颜色、直径大小和刻度线高度一致的比色管，一支作为参比管，在管内添加适量的被检测镁离子和铜离子等标准液，然后用纯净水将其进行稀释到所需刻度线位置;另外一支比色管作为样品管，添加样品溶液到所需刻度标准位置。然后按照被检测溶液的要求和操作顺序，在两个比色管中添加等量试剂，直到比色管中溶液显色，然后对比色管充分震荡，震荡以后立即用被检测标准溶液滴定色管，直到两个管子的颜色一致。然后计算在反应过程中，所需标准溶液量，最后计算样品中被测样品中的含量。参比滴定法添加了一定的掩蔽剂减少显色杂质和酸碱度的干扰，减小了两支比色管的显色误差，在反应过程中，不容易受到比色管标准溶液浓度影响，从而大大减少了试剂量。这种方法比传统的目视比色法成本低，准确度高，比较适合野外的水质检测。

1.2 电导滴定分析法

电导滴定法则是根据溶液电导率的变化确定滴定终点的容量分析方法。当酸碱度滴定、氧化还原以及电位滴定方法无法测量到准确的物质含量结果时，则可以采用电导滴定。电导滴定检测过程中，滴定溶液和被测溶液中的离子可以生成水或者其他难分解的化合物，从而使得溶液的电导率发生变化，等当点时滴定曲线出现转折点时候，则是滴定的终点。硝酸盐能够滴定水中的氯离子，在当点出现前，溶液中的氯离子和硝酸盐离子根的电导率基本保持一致。当点出现以后，加入的盐离子和硝酸根离子对电导产生净贡献，使得溶液中的电导性大幅度上升，两条直线出现交点时则是滴定终点。其具体操作方法如下：首先准备滴定所需的设备材料，有烧杯、被检测样品溶液、滴定溶液、注射器、搅拌器等等。然后按照步骤进行操作。在烧杯中添加一定的水样，将0.1mol/L的硝酸盐溶液，溶液pH值为6，这样可以有效避免其他离子对测定溶液的干扰。然后将电导电极置于磁力搅拌器上，用棕色注射器逐一注射不同体积的硝酸盐溶液，并用搅拌器充分搅拌，然后记录平衡后的溶液电导率值，用电导率数值与标准溶液体积进行对比，做出的对比图最后得到沉淀电导率滴定曲线图，并获得等当点所需的硝酸盐标准溶液体积。

1.3 EDTA络合滴定分析法

EDTA络合滴定法的原理是通过络合反应进行滴定分析，它以氨羧络合剂作为滴定剂，氨羧络合剂对金属有很强的络合作用，并与硬酸、中间酸、软性酸离子形成稳定的螯合物，从而能快速检测被测溶液中金属物质含量。水质检测中的硬度、镁离子、钙离子和硫酸根离子，这几项物质的指标可以用EDTA络合滴定法进行检测。EDTA也称为乙二胺四乙酸，常用H4Y表示。它是一种白色晶体，无毒，不吸潮，微溶于水，一般在22℃时，才能在100mL的水中溶解0.2g，比较容易溶于氨水和NaOH溶液中，生成相应的盐溶液。将EDTA作为滴定剂，如果被检测物质中是金属离子，那么添加络合滴定剂以后，金属离子不断被络合，溶液中的浓度不断降低，并慢慢达到化学计量点的位置，这个时候的溶液颜色会发生变化，并达到最终的滴定终点，最后根据试剂容量和浓度，计算出被检测物质的含量。以检测水的硬度为例，碱性溶液中，pH值一般大于12，紫尿酸氨指示剂才能与钙离子生成红色的络合物，但是紫尿酸氨指示剂与钙离子生成的络合物没有EDTA与钙离子生成的络合物稳定，所以一般用EDTA作为滴定剂。将水溶液中的钙离子络合以后，才能进一步将钙与指示剂中的钙离子释放出来，这个时候溶液颜色才会变成紫色。

1.4 电位滴定法

电位滴定法则是根据电位变化测量滴定终点的滴定方法，電位滴定法与普通的滴定法相比，测量更加准确。普通的滴定方法根据指示剂的变化确定滴定终点，如果被检测溶液比较浑浊或者还有其他颜色，则无法判断滴定终点。而电位滴定法则是根据电级电位上升点判断滴定终点。当溶液滴定快到达滴定终点时，滴定溶液中的测定溶液离子溶液一般会出现连续变化的多个数量级，并引起电位的跳跃，而电位的跳跃点则是化学计量点，也就是当点。最后根据跳跃点对应的标准滴定溶液消耗量确定被检测物质的含量。在水质检测中，硫酸根离子一般使用离子色谱法、重量法、原子吸收法等进行检测，但是这些方法存在操作复杂，样品回收率比较低等问题。将全自动电位滴定仪与EDTA滴定法结合起来，大大提高了测量的精确度和灵敏度。

2 滴定注意事项

①散射光度滴定不能在酸性溶液中进行，因为酸性介质影响化学计量点沉淀的生成，该滴定方法较荧光黄和铬酸钾指示剂法适用于更低浓度的Cl-含量检测。本法也不能在强碱性介质中进行，其适应的pH值范围为6.5～10.5，测定时应注意调节。在适当的条件下，利用内置浊度传感器检测溶液的浑浊程度来判断滴定终点，滴定结果的准确度和精密度都可小于千分之二;

②电位滴定法检测受pH值的影响，滴定过程中，应把待测液的pH值调到4～6后再加入有机溶剂，滴定的时候速度要恒定，且不能触及电极，否则可能改变电位，影响终点清晰度。在滴定中，电极斜率，标准电位和PbSO4的溶解度将随着测试系统的温度的变化而变化，因此要保持整个系统尽量处于恒温环境里。滴定生成的沉淀黏附在电极膜表面会逐渐使电极反应迟钝，因此电极膜表面应经常擦洗或重新抛光。电极使用前和使用完毕后，应清洗到空白电位值，用滤纸吸干，避光保存;

③酸碱滴定法在标定盐酸标准溶液时，为了有助于掌握甲基橙指示剂终点的颜色判别，可配制一个pH=4.5的缓冲液，加4滴甲基橙指示剂，摇匀后塞紧，作为滴定终点的标准颜色。以酚酞作为指示剂做酸度滴定时，若水样中存在硫酸铝（铁），可生成氢氧化铝（铁）沉淀物，使终点退色造成误差，这时可加些氟化钾掩蔽或将水样煮沸，趁热滴定至红色不退即可;

④滴定过程中最难的就是终点颜色的判断，滴定终点颜色判断是由红色变为纯蓝色，整个滴定过程中红色先变成浅红，然后变成紫色，最后变成蓝色。滴定中要看对颜色的敏感性，以颜色瞬间有变化为好，越深越不好控制住相同的终点变化，很可能造成终点过，结果偏高。滴定一般先滴定空白，注意其颜色变化，然后样品以同样的变化状态判断。滴定的颜色是渐变，不是突变，所以滴定空白的主要目的是用空白的颜色作为参考。

3 结语

滴定分析法在用于水质检测时，操作简单，对仪器要求不高，能够快速、准确分析出水质中相关成分含量是否异常，从而及时对水质进行判断，为有效提高我国水质质量提供参考。

参考文献：

[1]姜丽娟，魏建荣.自动电位滴定法测定水中总硬度方法的研究[J].国卫生检验杂志，2019，15（5）：132-133.

[2]尚德军，王昭妮，李晓岩.用电位滴定法标定硫代硫酸钠标准溶液[J].中国卫生检验杂志，2019（12）：56-57.

[3]朱志林，陆雅燕，赵云峰等.污水处理厂不同时间段水质检测指标比较分析[J].资源节约与环保，2019（7）：54-55.

[4]张雷员，税永红，杨玲等.水中氨氮测试条件的优化[J].环境污染与保护，2019（1）：16.