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电位滴定分析在水质检测中的应用分析

目前我国现行的水质分析参考标准主要包括《生活饮用水卫生标准》 (GB/T 5750-2006) 、《地表水环境质量标准》 (GB 3838-2002) 、《混凝土用水标准》 (JGJ63-2006) , 而其所设计的检测主要包括水质的p H值、氯化物、硬度、游离CO2等多项指标[1], 除了p H值外, 其他多项指标水平均可利用滴定法进行检测。本次研究将对滴定分析在水质检测中的应用情况和存在的问题进行分析探讨, 鉴定用水水质是否满足用水需求。

1 氧化还原滴定法

氧化还原滴定法是以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移作为基础的一种滴定分析法, 其应用范围十分广泛, 即可用于无机分析, 也可广泛用于有机分析, 同时还可用于具有氧化性和还原性的有机化合物的测定。氧化还原滴定法以氧化剂或者是还原剂作为滴定剂, 直接滴定一系列具有还原性和氧化性物质, 或间接的滴入一系列本身并没有氧化还原性, 但是能够与研究中的某些氧化剂或者还原剂发生相应反应的物质。在水质分析过程中, 常用的氧化还原滴定法, 主要包括高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法以及溴酸钾法。在检测时, 其滴定终点可以借助电位分析仪器来进行判断, 利用氧化还原反应, 指示出滴定终点。

2 络合滴定

络合滴定是以络合反应 (形成配合物) 为基础的滴定分析方法, 其目前被广泛用于化学分离和测定中, 如诸多显色剂、萃取剂、沉淀剂以及掩蔽剂等, 因此其在水质检测分析中, 具有着重要的意义。络合滴定法以氨羧络合剂为滴定剂, 故而对多种金属具有着极强的络合能力[2]。络合滴定法包括直接滴定法、回滴定法、置换滴定法和间接滴定法等。直接滴定法是采用标准的EDTA溶液直接对水质中的金属离子进行测定, 以一适当指示剂确定终点。由于在反应过程中会释放出H+, 故而需要适当加入缓冲溶液用以维持PH的恒定水平;回滴定法对于某些金属, 容易水解或者与EDTA络合缓慢, 或者无适当直接滴定的指示剂, 通过加入过量的EDTA, 再用一适当金属回滴;置换滴定法利用置换反应, 生成相应等物质量的金属离子或者EDTA, 然后进行滴定的方法;间接滴定法:主要是用于滴定可以与EDTA弱络合的阳离子或者无法与EDTA络合的阴离子, 不便于络合滴定, 可采用间接滴定法。

3 酸碱滴定

酸碱滴定法是利用酸、碱在水中以质子转移反应为基础的一种常用水质滴定分析法, 可用于对酸、碱和两性物质的测定。检测时应用酸做滴定剂测定碱含量, 使用碱做滴定剂测定酸含量。常用的碱标准溶液为氢氧化钠, 也可用氢氧化钾或者氢氧化钡。常用的酸标准溶液是盐酸, 有时也用硝酸和硫酸。在用于水质检测时, 应注意以下几点: (1) 要用滴定液润洗滴定管; (2) 读数前使管内尖嘴部分充满溶液, 无气泡; (3) 读数时, 视线、刻度、液面的凹面最低点在同一水平线上; (4) 为减少实验误差, 滴定时, 要求重复试验2~3次, 再根据相关计量关系, 计算出待测溶液物质量浓度。

4 沉淀滴定

沉淀滴定法是一种以沉淀反应作为基础的滴定分析法, 以银量法的应用最为广泛, 其利用Ag+与卤素离子的反应关系, 对Cl-、Br-、l-、SCN-和Ag+的含量进行测定。应用沉淀滴定法进行测定时, 必须满足以下几个条件: (1) 沉淀的溶解点必须较小, 并且能够定量完成; (2) 反应速度大; (3) 具有适当指示剂指示终点; (4) 反应过程中, 吸附现象对终点观察不会造成影响。但在实际水质检测过程中, 沉淀滴定法的应用较少, 其主要与沉淀的组成不恒定、合适的指示剂较少;达到沉淀平衡的速度较慢、存在共沉淀现象的情况有关。

5 自动电位滴定技术的应用

为了更好的满足快速、准确对水质进行检测的需要, 各类电化学分析法迅速发展、应用。自动电位滴定仪技术是将计算机与检测仪器相结合, 其测定是根据待检测离子活动和其电极电位之间的关系遵守能斯特方程[3-4]。在检测过程中, 随着标准滴定溶液的加入, 待检测样本的离子活动不断发生变化, 从而引起电极电位不断发生变化。至滴定达到终点前后, 待检样本溶液中的某待测定离子浓度会发生数量级变化, 诱导电极电位突跃, 而这个突跃点就是化学计量点, 也就是该滴定反应的终点。通过对突跃点对应标准滴定溶液消耗量进行计算, 便可得出待检水质样本中被检测物质的含量。

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。