馮 瑞

（ 河南南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 南陽 473058）

混合溶液中硫酸根離子濃度測定方法的改進

馮 瑞

（ 河南南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河南 南陽 473058）

采用一種改進的乙二胺四乙酸（EDTA）滴定方法檢測硫酸根離子濃度，可以同時消除鈣、鎂及碳酸根離子、磷酸根離子等的干擾。該方法操作簡單，適用范圍較廣，分析結(jié)果準確度高，是一種經(jīng)典的容量分析法。

乙二胺四乙酸（EDTA）；硫酸根離子；滴定法；容量分析法

由于硫酸及其可溶性鹽在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，使得SO42-濃度的準確測定成為一個經(jīng)常需要解決的問題。通過查閱相關(guān)文獻可知，目前測定SO42-的方法主要有硫酸鋇重量法[2]、吸光比濁法[3]、分光光度法[4]。由于這些分析方法操作步驟繁瑣，干擾因素多，可行性差，因此不能廣泛應(yīng)用于對混合物溶液中的SO42-濃度進行定量分析，傳統(tǒng)的EDTA(乙二胺四乙酸)滴定法[5]也有很多弊端。本文采用的是一種改進的EDTA滴定法，優(yōu)點在于測定中不受其它共存離子如Ca2+、Mg2+、 CO32-、PO43-等的影響，可以對含有多種離子的混合溶液中的硫酸根離子濃度進行測定。

1 實驗部分

1.1 儀器

20.00mL移液管，250mL的錐形瓶，加熱和過濾裝置，25mL的滴定管，1000mL容量瓶。

1.2 試劑及配制

待測溶液（SO42-約為0.02mol·L-1）；1∶1的乙醇、濃鹽酸混合液；氨性緩沖溶液（pH=10）。

氯化鋇溶液(0.5mol·L-1)：將122g BaCl2·2H2O溶于600mL水中，加熱，冷卻，然后將溶液稀釋到1L，貯存?zhèn)溆谩?/p>

EDTA標準溶液（濃度約為0.05mol·L-1）：稱取18.6125g EDTA, 溶于少量的水中，轉(zhuǎn)入1000mL的容量瓶中，再加蒸餾水稀釋至標線。

鉻黑T指示劑：稱取0.5g的鉻黑T，加100g固體氯化鈉，研磨均勻后貯存于棕色瓶中，裝塞備用。

氯化鎂溶液（0.05mol·L-1）：將10.1500g的MgCl2·6H2O，先加適量的水溶解，冷卻，然后將溶液稀釋到1L，貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 基本原理

依據(jù)容量分析法的基本原理，利用配位滴定中的返滴定法[6]，用適當過量的Ba2+完全沉淀待測的混合物溶液中的SO42-，使SO42-完全轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀；將硫酸鋇沉淀分離、凈化后，用已知過量的EDTA標準溶液定量地絡(luò)合硫酸鋇沉淀中的鋇離子，使硫酸鋇沉淀完全溶解；再用MgCl2標準溶液返滴定過量的EDTA，用鉻黑T作指示劑，可計算出待測的混合物溶液中硫酸根離子的濃度及含量。

1.4 實驗步驟

用移液管準確移取20.00mL配制好的、硫酸根離子濃度約為0.02mol·L-1的待測溶液，置于250mL的錐形瓶中，加適量的蒸餾水稀釋。

若待測溶液中含有六價鉻、七價錳等氧化性的有色離子，為了減少它們對隨后硫酸鋇沉淀凈化時的干擾以及對返滴定時指示劑顯色的影響，可加入理論量約5倍的乙醇（1∶1的乙醇、濃鹽酸混合液），在80～90℃左右保溫約10～15min，以將它們還原。

乙醇在酸性條件下還原六價鉻的反應(yīng)為：

3CH3CH2OH＋Cr2O72-＋8H+→3CH3CHO＋2Cr3+＋7H2O

整個還原過程應(yīng)盡量避免乙醇和氯化氫氣體的揮發(fā)。

往待測溶液中加入2mL的鹽酸溶液，加熱到60～80℃左右，在不斷攪拌下，慢慢地加入濃度為0.5mol·L-1的氯化鋇溶液10mL，放置1h，使硫酸鋇沉淀充分陳化,用緊密型濾紙過濾沉淀，并用經(jīng)過鹽酸酸化的熱水，將錐形瓶及沉淀洗滌至無鋇離子(用稀硫酸檢測濾液，濾液中加稀硫酸無白色沉淀出現(xiàn))為止。

將洗凈的沉淀和濾紙一起放回原錐形瓶中，準確地加入濃度為0.05mol·L-1左右的EDTA標準溶液25.00mL及適量的蒸餾水，用氨水將溶液的pH值調(diào)整到10左右（可以用氨水和稀鹽酸進行調(diào)節(jié)）；慢慢加熱到60～80℃，攪拌至沉淀完全溶解；冷卻后，再用氨水將溶液的pH值調(diào)整到10左右，以鉻黑T為指示劑，用濃度為0.05mol·L-1的氯化鎂標準溶液（先用EDTA標準溶液進行標定），滴定至溶液顏色由藍色變?yōu)榧t色為終點。

2 實驗結(jié)果討論

2.1 結(jié)果計算

硫酸根離子濃度按下式計算：待測溶液中硫酸根離子的濃度/(g·L-1)＝（M1V1-M2V2）× 4.8式中：M1為EDTA標準溶液的濃度，mol·L-1；V1為加入EDTA標準溶液的體積，mL；M2為氯化鎂標準溶液的濃度，mol·L-1；V2為加入氯化鎂標準溶液的體積，mL。

根據(jù)所得到的待測溶液中硫酸根離子的濃度，可以進一步換算出待測物中硫酸根離子的含量。

2.2 討論

2.2.1 待測溶液的取樣量

本實驗要求待測溶液中硫酸根離子的濃度為0.02mol·L-1，并取20.00mL待測溶液進行分析，是為了使整個分析過程符合定量分析的要求，減小分析誤差，否則硫酸鋇沉淀在氨性EDTA中溶解不完全，會使硫酸根離子測定的結(jié)果偏低。取樣的多少用氯化鋇溶液來略測待測溶液中硫酸根離子的含量，若開始滴加時出現(xiàn)少量渾濁（硫酸根離子濃度小于5×10-4mol·L-1），要增加待測溶液取樣量。如果開始滴加就出現(xiàn)沉淀，則應(yīng)該減少待測溶液的取樣量。

2.2.2 影響沉淀物純度的因素

影響沉淀物純度的因素有很多，主要有待測溶液的濃度、溫度、攪拌、陳化的時間等，具體影響[7]見表1。

表1 沉淀條件對沉淀物純度的影響

從表1可以看到，本實驗中需要注意的問題：

1) 在適當稀的熱溶液中，在不斷攪拌的條件下，緩慢地加入稀的沉淀劑，使沉淀緩慢、均勻地產(chǎn)生，這樣可以避免產(chǎn)生局部過飽和的問題，可以得到粗大純凈的晶形沉淀。

2) 為了防止繼沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，縮短陳化時間，本實驗陳化的時間約為1h，沉淀后稍攪拌一定時間就立即分離。

3) 本實驗沉淀時加熱溫度控制在60～80℃，沉淀后經(jīng)過鹽酸酸化的熱水洗滌沉淀是減少表面吸附的有效方法，可以減少共沉淀現(xiàn)象，提高沉淀物的純度。

3 改進后的實際檢驗

取5種分別含有2～6種不同離子的混合液，5種樣品中的ρSO42-=1920.00mg·L-1（CSO42-=0.02mol·L-1）用本方法進行實際檢驗，結(jié)果見表2。

從表2可見，不同離子在SO42-相同的混合溶

表2 用改進的EDTA滴定法測定含有不同離子溶液中的SO2-4

液中，采用上述改進的EDTA滴定法，方法可行，并且相對誤差在-0.5%～1.25%之間，準確度高，符合實際需要。

4 結(jié)語

改進后的EDTA滴定法在不受其它共存離子的影響下，可以有效地對含有多種離子混合溶液中的硫酸根離子濃度進行測定。方法簡單，適用范圍較廣，準確度高，是一種較好的分析方法。

[1] 王晉強.水分析方法實驗匯編[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.

[2] GB 11899-89，水質(zhì) 硫酸鹽的測定 重量法[S].

[3] 宋金如，劉淑娟，朱霞萍.測定水中硫酸根方法的概述[J].華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，2002，25(2)：64-67.

[4] 李源流，李軍，張永福，等.分光光度法測定油田水樣中的硫酸根離子[J].應(yīng)用化工，2008，37(5)：579-581.

[5] 葉向紅，張彩云.EDTA測定法測定草酸中硫酸根[J].光譜實驗室，2005，22(4)：750-752.

[6] 華中師范學(xué)院，等.分析化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1981.

[7] 武漢大學(xué)，等.分析化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1986.

Improved Method for Determination of Sulfate Ion in Mixed Solution

FENG Rui
(Nanyang Medical College , Nanyang 473058, China)

EDTA titration method had been improved to determine ssulfate ion, the interference of Ca2+、Mg2+and CO2-and PO3-34could be eliminated.

ethylenediamine tetraacetic acid; sulfate ion; titration method; volumetric analysis

O 655.2

A

1671 -9905(2014)08-0044-02

馮瑞(1975-)，女，講師，碩士，主要有機合成及應(yīng)用方面的研究，電話：13525107689，E-mail:fengrui20032006@163.com

2014-07-04