周 柳，閻振興，嚴嘉理，張 濤

（珠海醋酸纖維有限公司，廣東 珠海 519000）

隨著我國工業(yè)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)用水量不斷攀升，其中工業(yè)循環(huán)水約占工業(yè)用水量的70%～80%[1]，循環(huán)水節(jié)約了大量的水資源，但也伴隨著管道的腐蝕、結垢等問題，工業(yè)上常通過加入阻垢緩蝕的藥劑來緩解此問題，補充的藥劑含量一般由循環(huán)水水質及運行時的藥劑濃度確定，掌握循環(huán)水的水質是確保其正常運行的基礎。循環(huán)水水質常見檢測指標包括pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度及濁度等。

隨著時代的快速發(fā)展，實驗室需滿足循環(huán)水各類指標快速準確的檢測需求。以往各類指標逐項檢測、傳統(tǒng)的手工滴定方法難以滿足水質快速的檢測需要，而電位滴定法較傳統(tǒng)的手工滴定具有靈敏度高、精確度高、自動化程度高等優(yōu)點，其原理是依據(jù)能斯特方程，滴定過程中指示電極電位會隨被測物質濃度變化而變化，而參比電極的電位始終恒定，可根據(jù)達到滴定終點前指示電極電位的急劇變化自動判斷滴定終點。采用電位滴定法進行循環(huán)水水質分析，可以實現(xiàn)同一杯樣品中連續(xù)測定循環(huán)水不同的檢測項目，還可以全自動完成滴定過程，自動報告檢測結果，使整個實驗過程具有可追溯性。

本文利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀，開發(fā)了一種循環(huán)水水質pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度四大檢測項目一站式檢測方法，可自動測量被測體系電位的變化突越，更快速和精確地找到滴定終點，并自動計算和統(tǒng)計結果，便于及時、準確地了解水質狀況，提高循環(huán)水水質檢測的質量和效率，確保生產穩(wěn)定運行。

1 檢測項目

1.1 pH 值及總堿度的測定

酸堿度描述的是水溶液的酸堿性強弱程度，用符號pH 來表示，其定義為pH=-lg[H+]，pH 值是常規(guī)且最重要的水質參數(shù)之一，pH=7 的水溶液呈中性，pH＜7則顯酸性，pH＞7 則顯堿性。實際生產過程中，需準確測量循環(huán)水水樣的pH 值，便于及時調整與控制加藥量。pH 值常用pH 電極測得，玻璃電極是目前pH 電極中使用最為廣泛的電極，其原理是電極上的敏感膜與H+進行離子交換形成電位差，通過電位差算出其對應的pH值，具有操作簡單，響應快速，測試準確等優(yōu)點。

循環(huán)水水樣中通常含有一定量的堿性陰離子，如碳酸根和氫氧根，將水質控制在一定的堿度范圍，可以抑制水中的硅酸鹽水解。當pH 過低時，呈現(xiàn)酸性，金屬表面的保護膜破壞，高溫下水對金屬的腐蝕加?。划攑H 過高，容易引起堿性腐蝕和應力腐蝕，故循環(huán)水的pH 值有特定的控制要求。用鹽酸滴定樣品pH 值至4.3，可計算出循環(huán)水的總堿度。

利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀，選擇復合pH 玻璃電極指示體系中的pH 值，儀器自動加入鹽酸滴定劑，滴定至pH 值4.3，計算出循環(huán)水的pH 及總堿度。

1.2 氯離子含量的測定

在循環(huán)水系統(tǒng)中，氯離子的存在可能源自多個方面，包括水源中的氯化物、水處理劑的使用以及循環(huán)水中的回收和循環(huán)過程。氯離子具有腐蝕性，氯離子的過高濃度可能對循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效果產生負面影響。當其濃度持續(xù)高于1000mg/L 時，氯離子會穿透管道表面的膜層，加速腐蝕而損壞管道，增加裝置的維護費用，甚至影響循環(huán)水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產[2]，準確檢測循環(huán)水中的氯離子含量對循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效果具有重要意義。

氯離子的含量通常采用硝酸銀滴定法進行檢測，采用傳統(tǒng)的硝酸銀滴定法時，白色的氯化銀沉淀對肉眼判斷滴定終點造成很大干擾，實驗結果依賴于操作人員的程度較大，測定結果不穩(wěn)定。相比之下，電位滴定法有明顯優(yōu)勢，測試過程中無需添加具有一定毒性的鉻酸鉀類指示劑，而是直接利用其電位突躍的最大值判定其滴定終點[3]，該方法不受水質本身顏色、濁度的影響，同時可避免人為因素判斷滴定終點時造成的誤差，檢測過程的準確性和精密度均很高。

利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀，選擇復合銀環(huán)電極指示電位突躍的最大值判定其滴定終點，硝酸調節(jié)體系的pH 值至3-5,用AgNO3滴定至終點，計算出循環(huán)水的氯離子含量。

1.3 總硬度的測定

總硬度是否符合標準是水質檢測的一個重要參考數(shù)據(jù)，它主要反映的是水中鈣鎂離子的含量。水質總硬度超標是形成水垢的主要因素，鈣鎂離子會與水中的陰離子結合生成水垢，不僅會降低管道的換熱效率，而且會造成管道腐蝕[4]。通過準確地測定水質總硬度，及時采取合適的水質調整措施，可有效避免水垢的形成，從而減少設備的維修和清洗次數(shù)，降低能耗和運行成本。

總硬度通常采用EDTA 絡合法進行檢測，EDTA 絡合法具有檢測范圍廣、操作方便、成本低等優(yōu)點，可滿足實際生產過程中大量、快速檢測水質總硬度的檢測需求。在pH=10 的條件下，使用乙二胺四乙酸二鈉鹽（Na2EDTA）作為滴定劑，根據(jù)達到滴定終點時所消耗的標準溶液用量，從而計算出所測水質的總硬度。

利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀，選擇Ca 離子選擇性電極和Ag/AgCl 參比電極指示電位突躍的最大值判定其滴定終點（Ca 離子選擇性電極指示的第二個突躍點作為滴定終點，第一個滴定突躍點對應鈣離子，第二個滴定突躍點對應鈣鎂離子的總和），計算出循環(huán)水的總硬度。[5]

2 自動電位滴定儀多步驟滴定方法

取一定量的水樣于燒杯中，將燒杯置于卡氏萬通905 型自動電位滴定儀樣品盤上，首先測定起始水質pH 值，然后自動加入HCL 溶液滴定至pH4.3,消耗體積計算水質的總堿度；接著自動加入AgNO3溶液滴定至第一個滴定突躍點，根據(jù)消耗體積計算水質的氯離子含量；再自動加入氨水緩沖液，用EDTA 溶液滴定至最后一個終點，根據(jù)消耗體積計算水質的硬度，將以上循環(huán)水水質pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度四大檢測對應電極、試劑等及編輯好的檢測程序集成同一測試項目，可實現(xiàn)在同一樣品中連續(xù)測定循環(huán)水中的四個檢測項目，可自動測量被測體系電位的變化突越，更快速和精確地找到滴定終點，并自動計算和統(tǒng)計結果。利用自動電位滴定儀連續(xù)測定循環(huán)水水質同一樣品中pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度四大檢測項目的原理如圖1。

圖1 自動電位滴定儀連續(xù)測定循環(huán)水水質原理

3 結果對比

原方法為準備4 個水樣，分別利用EDTA 溶液對水樣手工滴定測試硬度、鹽酸對水樣手工滴定測試總堿度、AgNO3溶液對水樣手工滴定測試氯離子含量、pH 計測試水樣pH，手工滴定步驟繁瑣且耗時，人為判定滴定終點誤差較大，本文利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀建立連續(xù)測定循環(huán)水水樣的檢測方法，分別利用自動電位滴定儀和傳統(tǒng)的手工滴定法對配置的標準溶液的pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度進行準確性分析和效率對比，結果如表1。

表1 自動電位滴定儀和傳統(tǒng)手工滴定法的準確性分析

由此對比可以看出，使用自動電位滴定儀后較之前的手工滴定測試結果準確性及穩(wěn)定性均更好，同時將以往各類指標逐項檢測，費時費力的傳統(tǒng)手工滴定方法優(yōu)化為同一杯樣品中自動快速測量多個檢測項目，測量時間由半小時以上縮短為十分鐘以內，檢測時間減少70%左右，極大地提高了測量效率。

4 結論

本文利用卡氏萬通905 型自動電位滴定儀，開發(fā)了一種循環(huán)水水質pH 值、總堿度、氯離子含量、總硬度四大檢測項目一站式檢測方法，測試結果準確性及穩(wěn)定性均更好，將傳統(tǒng)手工滴定方法優(yōu)化為同一杯樣品中自動快速測量多個檢測項目，縮短了測量時間，提高了測量效率。