鄭虹楊 張劍 周文

摘要：工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣、鎂離子的含量是一項重要指標(biāo)。原有EDTA滴定法中工業(yè)循環(huán)冷卻水渾濁問題導(dǎo)致指示劑終點不明顯，故本文主要提出了一種基于鈣離子選擇電極的電位滴定法直接檢測工業(yè)循環(huán)冷卻水中的鈣離子。對具體試驗過程進(jìn)行了闡述，并對電位滴定參數(shù)設(shè)置問題進(jìn)行了討論，就電位滴定法測工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣離子含量的優(yōu)點進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電位滴定? 鈣離子? 工業(yè)循環(huán)冷卻水? 參數(shù)設(shè)置

Potentiometric Titration Determination of Calcium Ion in Industrial Circulating Cooling Water

ZHENG Hongyang? ZHANG Jian? ZHOU Wen

（Quality Management Department of Tangshan Iron and Steel Group Co.， Ltd.， Tangshan， Hebei Province， 063009 China）

Abstract： The content of calcium and magnesium ions in industrial circulating cooling water is an important indicator. In the original EDTA titration method， the turbidity of the industrial circulating cooling water led to the unclear end point of indicator. Therefore， this paper mainly proposes a potentiometric titration method based on calcium ion selective electrode to directly detect calcium ions in the industrial circulating cooling water. In this paper， the specific test process is described， and the setting of potentiometric titration parameters is discussed. The advantages of the potentiometric titration method for measuring calcium ion content in industrial circulating cooling water are described.

Key Words： Potentiometric titration; Calcium ion; Industrial circulating cooling water; Parameter setting

鈣離子含量是工業(yè)循環(huán)冷卻水的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到運行的穩(wěn)定性^[1]。因此，鈣離子的檢測對于工業(yè)循環(huán)冷卻水十分重要，但現(xiàn)有檢測方法批量檢測所需時間較長，人工成本較高。同時，因工業(yè)循環(huán)水存在渾濁情況，對指示劑影響較大，導(dǎo)致滴定終點不明顯^[2]。本文采用電位滴定法進(jìn)行檢測，減少大量人工成本，同時避免了樣品渾濁造成的滴定結(jié)果不準(zhǔn)確，對于工廠運行中批量檢測效率及準(zhǔn)確性有較大提升^[3]。

1? 試驗部分

1.1? 主要儀器和試劑

電位滴定儀（含滴定臺），配有復(fù)合鈣離子電極。

氫氧化鉀溶液：200g/L。

乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c（EDTA）=0.01mol/L。

鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：2mg/L;50mg/L;100mg/L。

1.2? 儀器方法參數(shù)

1.2.1? 饋液

饋液選擇為氫氧化鉀溶液：200g/L及三乙醇胺溶液：1+2。饋液加入量則根據(jù)樣品量等比例進(jìn)行調(diào)整^[4]。

1.2.2? 滴定劑

滴定劑選擇為乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c（EDTA）=0.0 mol/L。

1.2.3? 電位趨勢

經(jīng)試驗，確認(rèn)鈣離子滴定過程中，電位趨勢為負(fù)向趨勢，方法參數(shù)圖如圖1所示。

1.3? 試驗方法

1.3.1? 樣品準(zhǔn)備

根據(jù)待檢樣品估值及所用復(fù)合鈣離子電極檢測范圍，綜合考慮，進(jìn)行樣品移取量的確定^[5]。

因本文待檢樣品為原水，故未加硫酸及過硫酸鉀進(jìn)行加熱煮沸。

1.3.2? 閾值的確定

閾值為電位突躍時，可被儀器定義為滴定結(jié)果的最小電勢差^[6]，電位趨勢圖如圖2所示。

1.3.2 結(jié)果計算公式

鈣離子含量以質(zhì)量濃度 ρ1 計，數(shù)值以 mg/L 表示， 按式（1）計算：

ρ1 = VEQ × c × C/m × 1000 （1）

式中：VEQ表示滴定鈣離子時，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）;c表示鈣的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，單位為克每摩爾（g/mol）（M=40.08）;C表示EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度的準(zhǔn)確數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）;m表示所取水樣的體積數(shù)值，單位為毫升（mL）。

2? 結(jié)果與討論

2.1? 測量結(jié)果比對

10次重復(fù)測量的重復(fù)性為0.14，可確定該方法十分穩(wěn)定，對于工業(yè)循環(huán)冷卻水的批量檢測比較適用。

由圖3可見，電位滴定法滴定鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：2mg/L;50mg/L;100mg/L。由滴定結(jié)果及滴定數(shù)制成的線性圖中，相關(guān)系數(shù)為0.9999。

2.2? 結(jié)論

電位滴定法測量工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣離子含量對于工廠提升較大，既降低了人員資質(zhì)要求及培訓(xùn)成本，又提高了檢測效率。同時因采用電位變化確定終點，解決了工業(yè)循環(huán)冷卻水中因樣品渾濁導(dǎo)致滴定終點不明顯的情況?？傮w來說，電位滴定法測工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈣離子的方法具備在工廠推廣的條件。

參考文獻(xiàn)

[1]李先宏.電廠循環(huán)水化學(xué)腐蝕結(jié)垢影響因素與控制研究[J].鹽科學(xué)與化工，2021，50（10）：5-8.

[2]靳宗旺.工業(yè)循環(huán)水中鈣離子測定分析方法優(yōu)化[J].化工設(shè)計通訊，2020，46（7）：222-223.

[3]郭小朵.水硬度的測定及其對人類生活水平的影響[J].化工管理，2021（7）：48-49.

[4]吳剛.溶液含聚后鈣鎂離子濃度檢測方法改進(jìn)[J].油氣田地面工程，2021，40（4）：86-89.

[5]王巖，荊明偉，閆保樺，等.分光光度法和電位滴定法虛擬仿真實驗的開發(fā)與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2019，36（8）：190-194.

[6]裴賽峰，蔡萍，張昀.電位滴定法與酸性高錳酸鉀滴定法測定飲用水中耗氧量的比較分析[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)，2019，36（12）：1156-1160.