总硬度的测定 EDTA滴定法
化工室:韩志杰
一、方法概述
本方法依据GB/T 7477-1987。在pH10的条件下,用EDTA溶液测定水质总硬度。铬黑T作指示剂,与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中,游离的钙和镁离子首先与EDTA反应,跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应,到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。
本方法适用于地下水和地面水中钙和镁的总量。
二、仪器
1.常用的实验室仪器
2.滴定管:50ml,分刻度至0.10ml。
三、试剂
1.缓冲溶液(pH=10)
先称取16.9g氯化铵溶于143ml氨水中。另取0.78g硫酸镁和1.179gEDTA二钠二水化合物溶于50ml水中,加入2ml配好的氯化铵、氨水溶液和0.2g左右铬黑T指示剂干粉。此时溶液应显紫红色,如出现天蓝色,应加入少量的硫酸镁使变为紫红色。逐滴加入DETA二钠溶液直至溶液由紫红色转变为天蓝色为止(切勿过量)。将两溶液合并,加水定容至250ml。如果合并后溶液又转变为紫色,在计算结果是应减去试剂空白。
2.铬黑T指示剂
将0.5g铬黑T溶于100ml三乙醇胺中,可最多用25ml乙醇代替三乙醇胺以减少溶液的粘性,盛放在棕色瓶中。或者,配成铬黑T指示剂干粉,称取0.5g铬黑T与100g氯化铵充分混合,研磨后,盛放在棕色瓶中,紧塞。
3.钙标准溶液:10 mmol/L
将一份碳酸钙在150℃干燥2h,取出放在干燥器中冷至室温,称取1.001g于500ml锥形瓶中,用水润湿。逐滴加入4mol/L盐酸至碳酸钙全部溶解,避免滴入过量酸。加200ml水,煮沸数分钟驱赶二氧化碳,冷却至室温,加入数滴甲基红指示剂溶液(0.1g溶于100ml60%乙醇),逐滴加入3mol/L氨水至变为橙色,在容量瓶中定容至1000ml。
4.乙二胺四乙酸二钠标准溶液:10mmol/L
将一份乙二胺四乙酸二钠二水化合物在80℃干燥2h,放入干燥箱中冷却至室温,称取3.725g溶于水,在容量瓶中定容至1000ml,盛放在聚乙烯瓶中,定期校对其浓度。
用移液管吸取20ml的钙标准溶液于150ml锥形瓶中加水稀释至50ml,加几滴氨水调节溶液pH至近中性,在加5ml缓冲溶液和5滴铬黑T指示剂,在不断搅拌,用乙二胺四乙酸二钠溶液滴定至不变的纯蓝色,即为终点。
Na2EDTA的浓度:
[img=,73,41]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110948154680_6766_2904018_3.png!w73x41.jpg[/img]
式中:V--- 滴定时消耗EDTA溶液的量 ml
C1---钙标准溶液的浓度 mmol/L
V1---钙标准溶液的体积 ml
四、采样和样品保存采集水可用硬质玻璃瓶,采样前先将平洗净,采样时用水冲洗3次,在采集于瓶中。采集自来水及有抽水设备的井水时,应先放水数分钟,使积留在水管中的杂质流出,然后将水样收集于瓶中。采集无抽水设备的井水或江、河、湖等地面水时,可将采样设备浸入水中,使采样瓶口位于水面下20~30cm,然后拉开瓶塞,使水进入瓶中。采样后(尽快送往实验室),应于24h内完成测定。否则,每升水样加2ml浓硝酸作保存剂(使pH降至1.5左右)。
五、操作步骤1.试样的制备一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物,需在采样后尽快用0.45μm孔径滤器过滤
。样品经过滤,可能有少量钙和镁被滤除。2.测定用移液管吸取50.00ml试样于250ml锥形瓶中,加4ml缓冲溶液和3滴铬黑T指示剂溶液或50~100mg指示剂干粉,此时溶液应呈紫红或紫色,其pH值应为10.0±0.1。为防止产生沉淀,应立即在不断振摇下,自滴定管加入EDTA二钠溶液,开始滴定时速度宜稍快,接近终点时应稍慢,并充分振摇。最好每滴间隔2~3s,溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转为蓝色,在最后一点紫的色调消失,刚出现天蓝色时即为终点,整个滴定过程应在5min内完成。记录消耗的EDTA溶液体积的毫升数。六、结果计算钙和镁总量c(mmol/L)用下式计算:[img=,57,47]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110948321186_3226_2904018_3.png!w57x47.jpg[/img]
式中:c1——EDTA二钠溶液浓度,mmol/L; V1——滴定中消耗EDTA二钠溶液的体积,ml;V0——试样体积,ml。如果试样需要经过稀释,采用稀释因子F修正计算。七、精密度检验精密度是指在规定的条件下,用同一方法对一均匀试样进行重复分析时,所得分析结果之间的一致性程度,精密度用标准偏差或相对标准偏差(又叫变异系数)表示,通常与被测物的含量水平有关。
对国家标准样品(浓度值1.20±0.05mmol/L)平行测定六次。分析测试方法:总硬度的测定EDTA滴定法 测试试样名称:水样试样来源:国家标准样品 试样保存方式:冷藏表一、试样测定结果
测定次数(n) | 测定结果(mmol/L) | 备注 |
1 | 1.23 | |
2 | 1.16 | |
3 | 1.24 | |
4 | 1.18 | |
5 | 1.17 | |
6 | 1.22 | |
[img=,14,23]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps126B.tmp.png[/img] | 1.20 | |
标准偏差S | 0.0311 | |
相对偏差RS/ v | 2.59% | |
说明: 测定均值的计算公式:[img=,81,64]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110949191433_3616_2904018_3.png!w81x64.jpg[/img]=1.20
标准偏差S计算公式:
[img=,143,69]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110949455708_7298_2904018_3.png!w143x69.jpg[/img]=0.0311
相对标准偏差V计算公式:[img=,93,43]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110950467621_1295_2904018_3.png!w93x43.jpg[/img]=2.59%
依据方法GB 7477-1987水钙和镁总量的测定EDTA滴定法中所要求的:本方法的重复性为±0.04mmol/L,约相当于±2滴EDTA二钠溶液,而本方法测定结果的相对标准偏差为2.59%,故符合要求;八、准确度检验准确度系指在规定的条件下,试样的测定值(单次测定值或重复测定的均值)与真值之间的符合程度。对国家标准样品(浓度值1.20±0.05mmol/L)进行6次重复测定,结果见下表。表二、试样准确度的测定结果
测定次数(n) | 测定结果(mmol/L) | 真值(mmol/L) | 真值的不确定度 | 绝对误差 | 相对误差% |
1 | 1.23 | 1.20 | ±0.05 | 0.03 | 2.50 |
2 | 1.16 | 1.20 | ±0.05 | -0.04 | 3.33 |
3 | 1.24 | 1.20 | ±0.05 | 0.04 | 3.33 |
4 | 1.18 | 1.20 | ±0.05 | -0.02 | 1.67 |
5 | 1.17 | 1.20 | ±0.05 | -0.03 | 2.50 |
6 | 1.22 | 1.20 | ±0.05 | 0.02 | 1.67 |
[img=,14,23]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1280.tmp.png[/img] | 1.20 | 1.20 | ±0.05 | 0 | 0 |
依据GB 7477-1987水质总硬度的测定EDTA滴定法有关规定,检出结果均与国家标准样品(浓度值1.20±0.05mmol/L)的真值一致,因此得出准确度符合要求。九、总结依据方法GB 7477-1987水钙和镁总量的测定EDTA滴定法中所要求的:本方法的重复性为±0.04mmol/L,相当于±2滴EDTA二钠溶液,而本方法测定结果的相对偏差为2.59%,故符合要求;检出结果与国家标准样品(浓度值1.20±0.05mmol/L)的真值一致,因此得出准确度符合要求。因此,通过验证得出本实验室具备使用
GB 7477-1987方法进行水中钙和镁总量滴定的能力。十、注意事项
8.1一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物,需在采样后尽快用0.45μm孔径滤器过滤,样品经过滤,可能有少量钙和镁被滤除;
8.2试样中钙和镁总量超出3.6mmol/L时,应稀释至低于此浓度,记录稀释因子F。8.3如试样经过酸化保存,可用计算量的氢氧化钠溶液中和,计算结果时,应把样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑在内。
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