茹 婕

（太原水質(zhì)監(jiān)測(cè)站有限公司，山西 太原 030009）

水資源是人類賴以生存發(fā)展所不可或缺的資源，水體環(huán)境污染是破壞水資源的主要途徑，所以水質(zhì)檢驗(yàn)作為評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況最可靠的方法，能夠發(fā)揮早期預(yù)警作用[1]。堿度既可用作水、廢水處理流程控制的判斷性指標(biāo)，又可用于評(píng)估土壤與水體之間的緩沖能力以及金屬在水體中的溶解度和毒性等，因此，它已成為衡量水質(zhì)的一項(xiàng)重要綜合指標(biāo)。有報(bào)道認(rèn)為飲用水堿度高于350 mg/L 時(shí)，可能發(fā)生嘌呤代謝障礙，如攝入過多的重碳酸鹽可發(fā)生腹瀉、營(yíng)養(yǎng)不良和發(fā)育不全等疾病[2]。雖然可以通過加熱處理等方式有效降低，但是也會(huì)產(chǎn)生大量水垢，影響飲用口感。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，水的堿度會(huì)對(duì)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢和腐蝕[3]。所以，水的總堿度是衡量水質(zhì)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。

1 堿度的定義

水的堿度是指水中能夠與酸性物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)總量，即水中所含有的能和強(qiáng)酸起定量作用的物質(zhì)總量[5]。

在理化分析中，測(cè)定總堿度最常用的方法有兩種：一是酸堿指示劑法，二是電位滴定法[4]。酸堿指示劑法因其操作簡(jiǎn)單而被普遍應(yīng)用，但指示劑變色的判斷和滴定管的讀數(shù)都會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。電位滴定法是通過捕捉電位滴定曲線的突躍點(diǎn)，來判斷特定pH 值下的滴定終點(diǎn)。本文采用Metrohm 855 型自動(dòng)電位滴定儀，對(duì)水中總堿度測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度的分析，并且與酸堿指示劑法進(jìn)行了比較，得出自動(dòng)電位滴定法可以應(yīng)用于總堿度測(cè)定的結(jié)論。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

855RoboticTitrosampler 自動(dòng)電位滴定儀（Metrohm，瑞士）；pH 玻璃電極（Metrohm，瑞士）；800 Dosino 自動(dòng)進(jìn)樣器（Metrohm，瑞士）；分析天平；50 ml 酸式滴定管；100 ml 移液管；250 ml 錐形瓶。

2.2 試劑

無二氧化碳水：在使用前，將蒸餾水或去離子水煮沸15 min，待其冷卻至室溫使用。

酚酞指示劑：將1.0 g 酚酞溶解于100 ml 95%乙醇中，加入純水溶解并且定容至200 ml。

甲基橙指示劑：將0.10 g 甲基橙溶解于200 ml 純水中。

碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2 Na2CO3=0.025 0 mol/L）：無水碳酸鈉置于干燥箱中250℃烘干4 h，稱取1.324 9 g 溶于無二氧化碳純水并且定容至1 000 ml 容量瓶中（用于標(biāo)定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液）。

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.025 0 mol/L）：取4.2 ml 濃鹽酸（ρ=1.19 g/ml），用無二氧化碳水定容至2 000 ml，用碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定。

筆者認(rèn)為，非本地戶籍的戒毒人員，在廣州就業(yè)或者生活，社區(qū)康復(fù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為原籍所在地的派出所，約束性幾乎為零，是否簽訂社區(qū)康復(fù)協(xié)議對(duì)他們的操守期沒有顯著影響。本地戶籍戒毒人員，接受社區(qū)康復(fù)后受到當(dāng)?shù)嘏沙鏊谋O(jiān)管相對(duì)較嚴(yán)，需要定期報(bào)到，一旦復(fù)吸被發(fā)現(xiàn)而采取強(qiáng)制隔離戒毒措施可能性大。因此，接受社區(qū)康復(fù)的戒毒人員操守期反而更低。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 自動(dòng)電位滴定法

3.1.1 樣品測(cè)定

用移液管量取100.00 ml 試樣，將其倒入專用滴定燒杯中。打開tiamo 2.5 系統(tǒng)，選擇總堿度測(cè)定模式，把專用滴定燒杯置于樣品盤中，以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。滴定儀可自動(dòng)記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定體積以及滴定過程中的電位變化，并繪制出Ph-V 滴定曲線，根據(jù)滴定突躍確定滴定終點(diǎn)，系統(tǒng)可根據(jù)公式自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，并記錄結(jié)果。

3.1.2 滴定模式參數(shù)

（1）開始條件：信號(hào)漂移關(guān)，最小等待時(shí)間為0 秒，最大等待時(shí)間為1 秒；（2）滴定參數(shù)：信號(hào)漂移為50 mV/min，測(cè)量點(diǎn)密度為4，最小遞增體積為10 μL；（3）電位評(píng)估：無窗口電位評(píng)估，等當(dāng)點(diǎn)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)為30。

3.2 酸堿指示劑法

（1）準(zhǔn)備1 個(gè)容量為250 ml 的錐形瓶，準(zhǔn)確量取100.00 ml 試樣倒入其中，接著加入4 滴酚酞指示劑，然后用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，直至紅色剛好褪去，記錄鹽酸消耗體積V1。若加酚酞指示劑無色，則直接進(jìn)行下一項(xiàng)操作。

（2）在上述水樣中加入3 滴甲基橙指示劑，使用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液繼續(xù)滴定，直到溶液顏色由桔黃色剛好變?yōu)榻奂t色，記錄鹽酸消耗的體積V2。

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液總消耗體積V0=V1+V2。

3.3 計(jì)算

式中：ρ——樣品的總堿度（以CaCO3計(jì)），mg/L；

V1——滴定至pH=8.3 時(shí)，消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積的數(shù)值，mL；

V2——滴定至pH=4.5 時(shí)，消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積的數(shù)值，mL；

V——樣品體積，mL；

c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；

50.05——碳酸鈣（1/2 CaCO3）摩爾質(zhì)量，g/mol。

4 結(jié)果與分析

4.1 總堿度測(cè)定模式下的滴定曲線

選用總堿度測(cè)定模式，對(duì)不同濃度樣品的總堿度進(jìn)行檢測(cè)分析，經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在總堿度測(cè)定模式下不同結(jié)果可獲得圖1 或圖2 的滴定曲線。

圖1 總堿度模式測(cè)定樣品的總堿度（2 個(gè)等當(dāng)點(diǎn)）

圖2 總堿度模式測(cè)定樣品的總堿度（1 個(gè)等當(dāng)點(diǎn)）

圖1 樣品有兩個(gè)等當(dāng)點(diǎn)，圖2 樣品有1 個(gè)等當(dāng)點(diǎn)。橫坐標(biāo)為檢測(cè)樣品時(shí)滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，左側(cè)縱坐標(biāo)為樣品pH 值，右側(cè)縱坐標(biāo)為滴定樣品的電位。從滴定曲線圖中可以觀察到，當(dāng)?shù)渭拥臉?biāo)準(zhǔn)溶液體積接近等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，電位值會(huì)出現(xiàn)明顯的突躍點(diǎn)[6]。

4.2 電位滴定儀總堿度測(cè)定模式的準(zhǔn)確度

在上述理論的基礎(chǔ)上，選取了三種不同堿度和類型的樣品，每種類型取兩個(gè)樣品，并對(duì)它們進(jìn)行了加標(biāo)回收的試驗(yàn)。在這六個(gè)樣品中，分別加入總堿度（以CaCO3計(jì)）為60 mg/L 和30 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)3.1.1 的測(cè)定步驟對(duì)樣品和加標(biāo)樣品進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算后得出加標(biāo)回收率為96.7%～104.3%，分析結(jié)果見表1。

4.3 電位滴定儀總堿度測(cè)定模式的精密度

選擇高、中、低三種不同濃度的總堿度樣品進(jìn)行檢測(cè)，每種濃度的樣品都根據(jù)3.1 所述的方法連續(xù)測(cè)定7 次，得出結(jié)果后計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation；RSD）為0.53%～1.20%，分析結(jié)果見表2。

表2 自動(dòng)電位滴定儀測(cè)定總堿度的精密度實(shí)驗(yàn)（n=7）

4.4 兩種方法測(cè)定總堿度結(jié)果的對(duì)比

根據(jù)3.1 及3.2 所述的方法，利用電位滴定法和酸堿指示劑法分別對(duì)13 份不同樣品（n=13）進(jìn)行測(cè)定比對(duì)，兩種方法經(jīng)t 配對(duì)檢驗(yàn)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。計(jì)算結(jié)果得出t=0.934，P=0.369＞0.05。按α=0.05 的水準(zhǔn)，可得出兩種方法測(cè)定的結(jié)果無顯著性差異。

表3 酸堿指示劑法和自動(dòng)電位滴定法測(cè)定總堿度的樣品比較（n=13）

5 結(jié)論與討論

本文以自動(dòng)電位滴定法為基礎(chǔ)，對(duì)水中總堿度進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，自動(dòng)電位滴定法在測(cè)定水的總堿度時(shí)，展現(xiàn)出非常好的精密度和準(zhǔn)確度，而且與酸堿指示劑法相比較，其結(jié)果沒有明顯的差別。

由于電位滴定法在測(cè)定水中總堿度時(shí)無需加入指示劑，所以不受色度和濁度的影響，避免了判斷滴定終點(diǎn)顏色所造成的誤差；其次，自動(dòng)電位滴定儀可以自動(dòng)記錄結(jié)果并分析數(shù)據(jù)，提高了工作效率。因此，自動(dòng)電位滴定法可以應(yīng)用于測(cè)定水中的總堿度。