万通905自动电位滴定仪在水质分析

　　摘 要：随着自动化程度的提高，需要简单，准确、快速的仪器进行所需要的分析项目。自动电位滴定仪将是一个高效、准确的检测工具，可以通过配备不同的电极，实现电位滴定对Cl-，钙离子、碱度、硫酸根、耗氧量等分析方法的测试。我化验室引进了Metrohm905自动电位滴定仪，利用微电脑程序自动控制滴定过程、处理数据和计算结果，最高滴定精度可达0.1ul，分析结果精确，速度快捷，可完成所有经典容量法分析工作。

　　一、概论

　　电位滴定仪是通过传感器（测量电极）测量滴定过程中被测溶液的电动势的变化确定滴定终点的。测定的依据是：待测离子的活度与其电极电位之间的关系遵守能斯特方程，在滴定过程中，随着标准滴定溶液的加入，待测离子的活度不断变化导致电极电位E不断变化，在滴定到达终点前后，溶液中的待测离子浓度往往连续变化N个数量级，引起电极电位的突跃，此突跃点即化学计量点，也就是滴定反应的终点。电位滴定法选用两只不同的电极，一支为指示电极，其电极电势随溶液中被分析成分的离子浓度的变化而变化，一支为参比电极，其电极电势固定不变。在到达滴定终点时，因被分析成分的离子浓度急剧变化而引起指示电极的电势突减或突增，此转折点称为突跃点，即滴定终点。根据突跃点对应消耗的标准溶液的消耗体积来计算被测物质的含量。适用于酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、络合滴定.特别适用于浑浊、有色溶液的滴定以及缺乏合适指示剂的滴定分析方法。

　　二、实验部分

　　水质分析中，我们用它测试水中总硬度、钙离子、总碱度、氯离子等分析项目。

　　1 仪器及试剂

　　1.1 总硬度、钙离子含量

　　1.1.1 仪器：Metrohm 905自动电位滴定仪； ISE离子选择性电极 参比电极（单体电极）

　　1.1.2 试剂： 硫酸（GB625）：1：1溶液 ；过硫酸钾（GB 641）：40g/L溶液；三乙醇胺：1：2水溶液 ；氢氧化钾（GB629）：200 g/L溶液；乙二胺四乙酸二钠（EDTA）（GB1401）标准滴定溶液：C（EDTA）=0.01mol/L

　　1.2总碱度

　　1.2.1 仪器：pH智能电极

　　1.2.2 试剂： 盐酸（GB/T 622）：C（HCL）=0.05mol/L标准滴定溶液

　　1.3氯离子

　　1.3.1 仪器：金属电极Ag/AgCl参比电极

　　1.3.2 试剂： c（AgNO3）=0.01mol/L ；酚酞 10g/L；硝酸1+300

　　2 测量步骤

　　开机准备好仪器，样品处理按照相关操作规程，放入滴定台下，将电极与滴定头浸入液面以下，选择所要滴定方法，输入样品量、标液浓度和分析者姓名、样品名称、样品体积、单位等信息。均采用动态滴定（DET）模式进行，开始滴定，测量完毕自动计算结果 。

　　3 分析中注意事项

　　3.1 仪器自检不通过，因为钙离子测定中，所用KOH是强碱溶液，容易结晶，易堵塞滴定头，可小心清理干净或直接更换备用插口，选取备用方法，长期不使用时，将交换单元中的溶液排空。

　　3.2 电位评估值判断：若方法参数设置不合适，由于该方法等当点识别标准设置不合适，仪器无法识别终点，数据显示“无效”。 电位滴定与手动滴定的原理相同，等当点变化也一样。可右键单击曲线，选择“测量点清单”， 出现测量点清单表格， 查看“体积”、“测量值”、“ERC”，找出ERC里升降变化最大数值，有可能一个点，也可能有两个点。确定“等当点识别标准“，该值小于“ERC”突跃数值。

　　3.3 电极和滴定头都用塑料套固定在电极夹上，滴定头略低于电极，溶液应完全浸没电极隔膜，滴定头和电极不能靠得太近，滴定头尽量在测定杯的中央，电极在测量杯的边上。

　　3.4 复合电极的加液孔在测量时需打开，测定结束后，要关闭。

　　3.5 调节适当的搅拌速度，以有明显的旋涡而不产生大量气泡为宜。

　　3.6 滴定过程中要充分搅拌。

　　三、结果与讨论

　　1.仪器性能测试结果

　　1.1 ：

　　从数据来看，总硬度和钙离子的重复性个别不在范围内，总硬度和钙离子分析样品需要提前处理，里面的影响干扰比较多，PH范围比较重要，结果不容易平行。 氯离子和总碱度的精密度比较高，补充水的总硬度测定和总碱度测定终点电位突跃不明显，个别样品不识别终点，自动滴定仪设置的稍过量滴定可使仪器自动测试到最精确的等当点。

　　1.2 操作规程没有规定再现性指标，我们也做了再现性数据，规定水样放置不超过24h

　　从数据看，总硬度和钙离子再现性稍差，因为规程中没有规定，只做参考。

　　2.常规手动检测方法与自动滴定仪检测比较，数据见表5

　　对比数据可知：自动滴定仪和常规手动滴定试验结果少部分数据在误差内，但是大部分数据差别大。常规的手工滴定过程中，标准滴定溶液添加的速度、摇晃溶液的程度、终点颜色的观察、玻璃滴定管刻度读数等都可能给结果带来误差。使用自动滴定仪优于人工滴定的表现在于：滴定管读数可准确至±0.01ml，每滴定一次有两次读数，则滴定误差可能为±0.02ml，而自动滴定仪的最高滴定精度可达0.1ul。对于变色明显的滴定，虽易于观察，而人与人之间的观察力也有差异，也会引起误差，对于变色不明显的滴定，则更易造成误差。而使用电位滴定法具有动态进给和定量进给方式 动态进给滴定方式随着电位变化自动调节进给量，极大地提高分析的质量，可避免分析人员的主观因素和操作技术引起的误差。例如水中总硬度的测定：手动法采用乙二胺四乙酸二钠容量法，悬浮性或胶体有机物影响终点的观察，金属离子如Cu2+、Ni2+、Co2+、Al3+、Fe3+及高价锰等，由于封闭现象使指示剂褪色或终点延长；用离子选择性电极作指示电极的电位分析法，不受分析试样的颜色、浊度等物理状态的影响，可以避免分离干扰离子的影响。两种方法没有可比性。

　　4 结论

　　使用自动电位滴定仪，仪器的性能可靠，操作简便，准确度高，人员只需经过简单培训即可。自动化程度高的优越性也得以体现，同时随着各种类型离子选择电极的相继出现，便于我们开发更多的电位分析方法。自动电位滴定仪能较好的适用于水质分析，提高分析质量，使工作效率大为提高。