您当前位置：北京仪联四海科技有限公司 >> 仪器资料 >> 实验方法 >> 环保行业 >> 自动电位滴定仪器在饮用水测定中的应用

自动电位滴定仪器在饮用水测定中的应用

自动电位滴定仪器在饮用水测定中的应用

一、概述
　　常规滴定过程中滴定速度、摇动程度、终点的观察、读数等都可能给结果带来误差。而使用仪器则可避免这些人为误差，使分析质量大为提高。水中总硬度的测定多采用乙二胺四乙酸二钠容量法，悬浮性或胶体有机物影响终点的观察，金属离子如Cu2+、Ni2+、Co2+、Al3+、Fe3+及高价锰等，由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长。用离子选择性电极作指示电极的电位分析法，不受分析试样的颜色、浊度等物理状态的影响，常常可以避免分离干扰离子的麻烦手续。
　　电位滴定法是通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定分析法。测定依据是：待测离子的活度与其电极电位之间的关系遵守能斯特方程。电位滴定法需用的仪器简单，操作方便，易于现场测试和实现连续自动监测，在滴定分析中应用非常广泛，如酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、络合滴定、光度滴定等。
　　本文使用的Metrohm自动电位滴定仪利用微电脑程序自动控制滴定过程、处理数据和计算结果，最高滴定精度可达0.1ul，分析结果精确，速度快捷，可完成所有经典容量法分析工作。Metrohm电极是经电脑辅助设计结合湿法化学测试制造出来的，可以确保高精密的电位滴定。
自动电位滴定仪具有操作简便，自动化程度高，精密度优良的特点，已被广泛应用于药物、食品、饮料、能源、实验室分析等各种不同领域。
二、实验部分
　　水质分析中，采用容量分析的项目有总硬度、氯化物、余氯、漂白粉中有效氯等项，本文仅以总硬度、高锰酸盐指数（CODMn）、化学需氧量（CODCr）为例。
　1. 仪器及试剂
　　　仪器：Metrohm 751 GPD Titrino
　　　总硬度
　　　电极：Ca离子选择电极、Ag/Agcl参比电极
　　　试剂：c(Na2EDTA)=0.05mol/L in c(KOH)=0.10mol/L
　　　　　　c(HCl)=0.1mol/L
　　　　　　c(C5H8O2)=0.1mol/L in c(C4H11NO3)=0.1mol/L
　　　高锰酸盐指数（CODMn）
　　　电极：Pt电极
　　　试剂：w（H2SO4）=35%
　　　c(1/5KmnO4)=0.01mol/L
　　　c(1/2Na2C2O4)=0.0100mol/L
　　　化学需氧量（CODCr）
　　　电极：金电极 、Ag/AgCl参比电极
　　　试剂：c[(NH4)2Fe(SO4)2. 6H2O]≈0.10mol/L
　　　　　　c(1/6K2Cr2O7)=0.250mol/L
　　　　　　c(1/6K2Cr2O7)=0.025mol/L
　　　　　　c(Ag2SO4)=0.01mol/L in w(H2SO4)=30%
　　　另：总硬度、CODMn、CODCr标样购自国家标物中心；质控样购自国家环境监测总站；纯水用18兆超纯去离子水

　2. 测量步骤
　　CODMn、CODCr样品前处理同常规滴定法。
　　开机选择所要滴定方法，输入样品量、标液浓度和相关计算常数。开始滴定，测量完毕自动计算结果和打印输出。总硬度采用动态滴定(DET)模式进行；高锰酸盐指数、化学需氧量用等量滴定(MET)模式进行。

三、结果与讨论
　1． 仪器性能测试结果 见表1、表2：
                                                                               
表1 精密度测定 （对样品进行8次平行测定）
测定次数
1
2
3
4
5
6
7
8
总硬度
结果(mg/L)
41.2
42.7
44.9
45.7
45.0
42.6
42.1
42.8
相对标准偏差
3.7%
CODMn
结果(mg/L)
4.08
4.10
4.27
4.20
4.29
4.02
4.30
4.05
相对标准偏差
2.8%
CODCr
结果(mg/L)
71.4
74.5
71.9
72.7
76.3
72.8
75.7
77.2
相对标准偏差
3.0%
表2 回收试验结果
测定次数
1
2
3
总硬度
水样(mg/L)
51.0
64.2
56.7
加标量(mg/L)
50.0
50.0
50.0
测定值(mg/L)
98.5
113
108
回收率
95%
98%
103%
CODMn
水样(mg/L)
2.44
2.81
1.87
加标量(mg/L)
2.00
2.00
2.00
测定值(mg/L)
4.34
4.75
3.83
回收率
95%
97%
98%
CODCr
水样(mg/L)
13.3
13.8
12.4
加标量(mg/L)
10.0
10.0
10.0
测定值(mg/L)
22.0
22.7
21.1
回收率
87%
89%
87%
结果来看，总硬度和高锰酸盐指数的精密度和回收率都很好，化学需氧量的精密度也可以，但回收率稍差，可能与样品前处理有关，有待于进一步摸索研究。终点时电位突跃明显，自动滴定仪设置的稍过量滴定可使仪器自动测试到最精确的等量点。操作过程中发现在总硬度的测定时，加缓冲液后最好立即滴定，避免水中钙、镁可产生沉淀使结果偏低。高锰酸盐指数在滴定中要保持温度在70～80℃，滴定速度开始要慢，待Mn2+产生后反应迅速，才可加快滴定速度，所以掌握好滴定速度配合电极响应对测定非常重要。
2． 常规检测方法与自动滴定仪检测比较
表3 对比实验
样品
总硬度
CODMn
CODCr
常规法
仪器法
常规法
仪器法
常规法
仪器法
1
44.7
44.3
2.94
2.85
9.77
9.87
2
64.0
64.2
3.83
3.80
12.9
12.6
3
56.3
56.7
3.30
3.36
12.0
11.0
4
49.2
48.9
4.20
4.27
13.8
13.0
5
54.0
54.0
1.97
2.00
11.0
11.8
6
50.3
51.0
2.75
2.79
14.2
13.7
　　对比试验表明：自动滴定仪和常规滴定试验结果基本一致。使用自动滴定仪优于人工滴定的表现在于：滴定管读数可准确至±0.01ml，每滴定一次有两次读数，则滴定误差可能为±0.02ml，而自动滴定仪的最高滴定精度可达0.1ul。对于变色明显的滴定，虽易于观察，而人与人之间的观察力也有差异，也会引起误差，对于变色不明显的滴定，则更易造成误差。仪器法则可避免分析人员的主观因素和操作技术引起的误差。在进行大批量样品测定时，显然自动滴定仪会节省大量人力。

3． 结论
　　近年来，水质检测技术有了很大的提高，新的检验方法不断开展和完善，分析的灵敏度和精密度越来越高，逐渐向着分析方法仪器化的方向发展。用电化学方法代替湿化学法可减少测定过程中资金资源的浪费。使用自动电位滴定仪，仪器的性能可靠，操作人员可通过记忆卡储存自己的分析方法使得操作非常方便，只需经过简单培训即可。自动化程度高的优越性也得以体现，同时随着各种类型离子选择电极的相继出现，便于实验人员开发新的电位分析方法。自动电位滴定仪能较好的适用于水质分析，提高分析质量，使工作效率大为提高。
 

最新消息