總硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo)之一,它是形成水垢和影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。因此,總硬度的測定為確定水質(zhì)量和進(jìn)行水處理提供依據(jù)。水中總硬度即鈣鎂含量的測定方法主要有EDTA 絡(luò)合劑絡(luò)合滴定法、電位滴定法、離子選擇性電極法、原子吸收法、離子色譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等。經(jīng)典的EDTA 絡(luò)合滴定是采用鉻黑T 做指示劑,滴定中,溶液顏色由紫色變?yōu)樘焖{(lán)色即為滴定終點(diǎn)。人工讀取EDTA 消耗體積,計算分析結(jié)果。如果用自動電位滴定儀代替人工進(jìn)行分析,則可進(jìn)行連續(xù)滴定,大大提高分析效率及準(zhǔn)確性,避免了人工滴定的終點(diǎn)誤判斷和某些操作產(chǎn)生的人為誤差。
國內(nèi)市場目前提供的自動電位滴定儀主要有Metrohm,Metter-Toledo,KEM 等品牌,已應(yīng)用于眾多行業(yè),應(yīng)用范圍已從經(jīng)典的酸堿滴定、氧化還原滴定、絡(luò)合滴定、沉淀滴定擴(kuò)大到非水滴定、表面活性劑滴定和生物化學(xué)滴定等領(lǐng)域?,F(xiàn)代電位滴定技術(shù)揉合了當(dāng)今最新的電子和計算機(jī)科學(xué)技術(shù)。電位滴定是通過逐次加入滴定液,隨著滴定劑的加入,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),待測離子或與之有關(guān)的離子濃度發(fā)生變化,指示電極的電極電位也隨著發(fā)生變化,記錄每次的電位測量值,在化學(xué)計量點(diǎn)附近,電位發(fā)生突躍,通過計算滴定曲線上的拐點(diǎn)體積得到終點(diǎn)。自動電位滴定儀主要由控制處理器(主機(jī))、交換裝置(交換單元)和攪拌滴定臺等部分組成,配合相應(yīng)的指示電極可進(jìn)行不同類型的分析滴定。電腦微處理器自動控制滴定過程,判斷滴定終點(diǎn),采集測定數(shù)據(jù),計算滴定結(jié)果。通過與加液單元、自動進(jìn)樣器等輔助設(shè)備的連接,可組成全自動連續(xù)滴定分析系統(tǒng)。Metrohm-809 自動電位滴定儀;Metrohm-814 自動樣品轉(zhuǎn)換器及進(jìn)樣器;Cu2+選擇電極;Ag/AgCl 參比電極;分析天平。緩沖溶液(pH=10):取1.25 gEDTA 二鈉鎂和16.9 g 氯化銨溶于143 mL 濃氨水中,用水稀釋至250 mL;EDTA 二鈉溶液:濃度約為10 mmol/L,用前用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定;鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液:10 mmol/L。取50 mL 水樣置于樣品杯中(若水樣總硬度過高,可取適量水樣,用純水稀釋至50 mL),加入4 mL緩沖溶液,使用809 型自動電位滴定儀,用EDTA 二鈉溶液進(jìn)行連續(xù)滴定。滴定中選用814 型自動樣品續(xù)樣品的在線分析,16 號樣品杯固定為沖洗位置。選用加液單元滴加EDTA 二鈉溶液。選用動態(tài)電位滴定(DET)模式,DET 的測量密度4,信號漂移或電位變化率為30 mV/min,攪拌速度選7。 DET 模式下的滴定曲線DET 的滴定模式的特點(diǎn)是每次滴加的體積隨電位變化量而變。
對于測定自不同濃度樣品的測定結(jié)果都可獲得 的滴定曲線,其中EP 是總硬度反應(yīng)滴定曲線的滴定終點(diǎn),即等當(dāng)點(diǎn)??梢钥闯觯?/span>在等當(dāng)點(diǎn)前后電位值變化不大,而等當(dāng)點(diǎn)附近有電位下降的突躍,所以EP 是單位時間內(nèi)電位變化率最大的點(diǎn)。另外根據(jù)經(jīng)驗(yàn),電位突躍的范圍大約在-60 ~-130 mV間,由此可以根據(jù)即時電位顯示對水樣稀釋倍數(shù)是否合適進(jìn)行預(yù)先判斷:稀釋倍數(shù)不夠,電位值大于-60 mV 甚至為正值;稀釋倍數(shù)過高,電位值超過-130 mV。
自動電位滴定法也有一定局限。有些滴定因溶液濃度較稀,酸、堿的離解常數(shù)極弱,配合物穩(wěn)定常數(shù)較小,使得其突躍范圍過窄,處于極端情況下時,分析精度仍會受到嚴(yán)重影響。電位滴定精度主要由終點(diǎn)判斷的誤差決定。在突躍范圍過窄的條件下,由于噪音干擾和電位測量誤差,限制了每次加入的體積的調(diào)整范圍,分析精度會降低。