工业用水总硬度测定方法的改进探究

文 廖滢滢

在对水的总硬度的测定中，配位滴定法是最主要的测定方法之一，其主要原理就是利用金属指示剂来判断滴定的终点。在配位滴定处理的过程中的一个重要的要求就是能够形成稳定的配位化合物。所谓稳定的配位化合物，就是由可以给出孤对电子的一定数目的离子或分子与具有接受孤对电子的原子或离子，按照一定的组成空间和构型形成的化合物。只有在形成稳定的化合物下，终点的误差才会小。其次，要求配位的反应速度很快，所以需要用恰当的方法确定终点，而且在计算关系中，最好没有逐级配位的现象。

一、实验中存在的弊端

1.在实验中当用到三乙醇胺（TEA）作为掩蔽剂时，用来分析纯的三乙醇胺（TEA）的本身就会消耗少量的乙二胺四乙酸（EDTA）溶液。

2.在实验中应该用K—B作为指示剂，但是实际的实验中经常使用铬黑T（EBT）作为指示剂。其属于二羟基偶氮类染料，由于铬黑T结构中含有一个氧化性基以及两个不同的还原基。正是因为这些分子的存在，分子内部很可能发生氧化还原反应，导致其水溶液在氧化还原反应的条件下发生分子的聚合而变质。因此在实际的实验中经常配置成含有三乙醇胺的水溶液或者经常与氯化钠配置成固体溶液在实验中使用。虽然使用了减少误差的方法，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过程中很难掌握其用量，所以会导致在平行的实验中出现试样的颜色深浅不一。过程中难免会出现误差。

二、实验中的改进方法

1.对指示剂的稳定性进行改进

由于大多数的无机配合物的稳定性都很差，配位比不恒定，所以在实验中如果用作滴定反应的实验，就会造成误差。因此，在测定中应该对指示剂的稳定性进行改进。

例如，将现用的指示剂改变成乳化剂聚乙二醇辛基苯基醚的铬黑T的水溶液。其中聚乙二醇辛基苯基醚的浓度为2%，EBT的浓度是3×10-3mol/L。实验表明在新配制的溶液的稳定性相比于其他的单独的溶液比较好，放置相同的时间的条件下吸光度好于没有相溶解的溶液。这就说明在改良过的水溶液作为指示剂时，稳定性要更好，测量结果的精密度好，测量的灵敏度也要高于原来的指示剂。综上所述，新的水溶液可以克服原先指示剂测量不准确的缺点，能够符合实验的要求。

2.指示剂改制成K—B指示剂

将现用指示剂改制成K—B指示剂，试验发现，用三乙醇胺做掩蔽剂时，如果用EBT作指示剂滴定到终点后过一段时间溶液就会又变成紫色，但是如果改用K—B作指示剂时，终点时溶液呈现稳定的蓝色或者蓝绿色，而且不会褪色，当溶液中有AI3+、Fe3+、Mn2+、Cu2+等干扰离子存在时，对K—B指示亦无影响。在试验中可以改用加1～2滴的K—B指示剂即可满足要求。

例如，在实验中如果使用三乙醇胺作为掩蔽剂时，可以掩蔽水中的AI3+、Fe3+以及少量的Mn2+，但是当水中含有Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子时，三乙醇胺是掩蔽不了其离子的存在的。如果水中存在的Mn2+超过1mg/L时，在碱性的条件下Mn就会被氧化成高价，导致指示剂变成灰白色等，所以为了消除这种情况下的干扰，就需要在其中加入盐酸羟胺。当水中含有Cu2+存在时，如果不对其进行掩蔽就会出现Cu2+对指示剂的封闭作用，所以，需要在其中加入适量的硫化钠进行掩蔽。

3.改变测定的方法

实验前首先应该对所要用的三乙醇胺进行消耗的EDTA进行测量，计算出消耗的溶液的体积，找到其空白值。准确取出100mL的水样放在锥形瓶中，在锥形瓶中加入1∶1的三乙醇胺溶液适量，pH=10的氨性缓冲液适量，K—B指示剂1～2滴。最后使用EDTA标准液滴定到溶液由紫红色变成蓝色为止。平行测定3～4次，确保实验的准确性。

通过对实验的多次观察，实验中存在的弊端可以通过方法的改良减少误差的存在，对于提高工业中的生产有很好的促进作用，大大提高了生产质量。