嚴(yán) 進(jìn)

(南通職業(yè)大學(xué)藥品與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 南通 226007)

關(guān)健詞：EDTA配位滴定法；硫酸根；測(cè)定；鋁箔廢酸

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

FA2204B電子天平，上海天美天平儀器有限公司。

EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.01029 mol/L)；氯化鋇-氯化鎂混合溶液(BaCl2為0.01 mol/L，MgCl2為0.005 mol/L)；三乙醇胺溶液(1：3)；氨-氯化銨緩沖溶液(pH=10)；鉻黑 T(5 g/L)。以上試劑為分析純化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)所有用水均為去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 硫酸根的測(cè)定原理

Mg2++NaH2T=MgT-+Na++2H+

MgT-+Na2H2Y=MgY2-+2Na++H++HT2-

1.2.2 硫酸根的測(cè)定方法

準(zhǔn)確移取鋁箔腐蝕廢硫酸逐級(jí)稀釋100倍后，移取所得試液10.00 mL于250 mL錐形瓶中，加50 mL去離子水，慢慢加入適量15.00 mL BaCl-MgCl混合溶液，再加5.00 mL入三乙醇胺溶液(1：3)，搖勻后加5.00 mL緩沖溶液(pH=10)，無(wú)水乙醇溶液10.00 mL，再加5 g/L 鉻黑T指示液5滴，用0.01029 mol/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

式中：V試液——吸取試樣的體積，mL

V——滴定試樣時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL

V0——空白實(shí)驗(yàn)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL

CEDTA——EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)介質(zhì)對(duì)硫酸根測(cè)定的影響

測(cè)定硫酸根時(shí)，需要在加入氯化鋇和氯化鎂混合沉淀劑時(shí)，將溶液控制在酸性條件下，避免鋇離子在酸性不夠時(shí)發(fā)生水解，而影響硫酸根測(cè)定的準(zhǔn)確度。鋁箔腐蝕廢硫酸在pH在2左右，此時(shí)試液中的維持在強(qiáng)酸性，Ba2+離子不會(huì)發(fā)生水解。

實(shí)驗(yàn)滴定時(shí)，采用鉻黑T做指示劑，NH3-NH4Cl緩沖溶液作介質(zhì)，緩沖溶液的pH對(duì)滴定終點(diǎn)顏色的變化有顯著的影響。鉻黑T的變色范圍在6.310時(shí)，無(wú)法判斷終點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)選擇pH=10的緩沖溶液作滴定介質(zhì)。緩沖溶液的加入量影響滴定溶液的酸效應(yīng)和滴定終點(diǎn)的判斷，緩沖溶液的體積對(duì)測(cè)定硫酸根的影響見(jiàn)圖1。

圖1 NH3-NH4Cl溶液用量對(duì)硫酸根測(cè)定結(jié)果的影響

由圖1可以看出，當(dāng)NH3-NH4Cl緩沖溶液體積小于5.00 mL時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏小，說(shuō)明測(cè)定溶液堿度不夠，EDTA的酸效應(yīng)偏大影響測(cè)定。緩沖溶液的體積達(dá)到5.00 mL后，硫酸根的測(cè)定結(jié)果基本不再變化，且終點(diǎn)顏色變化明顯。實(shí)驗(yàn)選擇NH3-NH4Cl緩沖溶液的體積為5.00 mL。

2.2 氯化鋇-氯化鎂混合溶液的加入體積對(duì)測(cè)定硫酸根的影響

為能使硫酸根完全沉淀，需要加入過(guò)量氯化鋇溶液，一般要求過(guò)量25%～100%，即在大量反應(yīng)的基礎(chǔ)上多加混合液5.00～10.00 mL。結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 氯化鋇-氯化鎂混合溶液用量對(duì)硫酸根測(cè)定結(jié)果的影響

鋁箔腐蝕廢硫酸中的硫酸根約為0.85～0.95 mol/L，通過(guò)計(jì)算，加入的混合溶液以15.00 mL為宜，此時(shí)混合液過(guò)量約5.00 mL。此時(shí)空白溶液的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積在30.00 mL左右，試液的測(cè)定消耗EDTA的體積在20.00 mL左右。混合溶液加入量過(guò)小，不能將硫酸根沉淀完全，測(cè)定結(jié)果偏小。混合溶液加入量過(guò)大，終點(diǎn)顏色變化不明顯，易產(chǎn)生誤差影響準(zhǔn)確度。由圖2可知，氯化鋇-氯化鎂混合溶液體積在15.00 mL時(shí)，分析結(jié)果準(zhǔn)確，小于或超過(guò)15.00 mL分析結(jié)果偏小。實(shí)驗(yàn)選擇氯化鋇-氯化鎂混合溶液體積為15.00 mL。

2.3 乙醇加入體積對(duì)硫酸根測(cè)定的影響

為提高方法的準(zhǔn)確度，確保形成的硫酸鋇不溶解，加入適量乙醇降低硫酸鋇的溶解度。實(shí)驗(yàn)改變乙醇的加入體積，討論乙醇加入量對(duì)硫酸根測(cè)定的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

測(cè)定體系加入乙醇溶液能有效降低硫酸鋇溶解度，提高硫酸根測(cè)定的準(zhǔn)確度。圖3數(shù)據(jù)顯示，隨乙醇溶液加入體積的增加，硫酸根測(cè)定濃度逐漸增加，乙醇溶液6.00～10.00 mL時(shí)，硫酸根濃度基本不變，為提高方法的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)將乙醇溶液的用量確定為10.00 mL。

2.4 精密度實(shí)驗(yàn)

將鋁箔腐蝕廢硫酸稀釋100倍后，準(zhǔn)確移取稀釋液10.00 mL 8份于8個(gè)250 mL錐形瓶中，按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定硫酸根含量，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)，計(jì)算鋁箔腐蝕廢水中硫酸根的含量和方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 硫酸根測(cè)定的精密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表(n=8)

由表1中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，8次平行測(cè)定硫酸根的含量為89.20、89.10、89.10、89.00、89.50、89.67、89.41、89.30，硫酸根含量的平均值為89.29 g/L，8次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.24%，測(cè)定的結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值小于0.5%，說(shuō)明該方法重現(xiàn)性好，精密度高。

2.5 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，研究測(cè)定方法的準(zhǔn)確度。向處理液中加入不同量的硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)方法操作，測(cè)定試液中的硫酸根總量，計(jì)算回收率，所測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 硫酸根測(cè)定的回收率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

由表2可知，加標(biāo)回收率在97.6%～102.7%之間，說(shuō)明該法數(shù)據(jù)可靠，準(zhǔn)確度高，方法可行。

3 結(jié) 論

(1)建立了EDTA配位滴定法測(cè)定鋁箔腐蝕硫酸中硫酸根含量的分析方法，優(yōu)化了硫酸根的測(cè)定參數(shù)，考察了方法的精密度和準(zhǔn)確度。

(2)測(cè)定硫酸根的最佳條件為：pH值為10， NH3-NH4Cl緩沖溶液的用量為5.00 mL，氯化鋇-氯化鎂混合溶液為15.00 mL，乙醇加入體積為10.00 mL。

(3)測(cè)定硫酸根的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=8)為0.24%，加標(biāo)回收率在97.6%～102.7%之間。測(cè)定硫酸根的EDTA配位滴定法重復(fù)性好，精密度高，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，方法可行，滿足鋁箔腐蝕廢硫酸中硫酸根含量測(cè)定技術(shù)要求。