優(yōu)化循環(huán)水中鈣離子含量測定方法

精品文檔-下載后可編輯優(yōu)化循環(huán)水中鈣離子含量測定方法【摘要】工業(yè)循環(huán)冷卻水中的鈣離子含量測定是依據(jù)GB/T15452—2022標(biāo)準(zhǔn)——EDTA滴定法，在操作過程中發(fā)現(xiàn)，滴定至終點(diǎn)后，藍(lán)色又很快返回紫紅色，終點(diǎn)很難斷定，通過對(duì)循環(huán)水中鈣離子測定方法進(jìn)行優(yōu)化，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】鈣離子；測定方法；優(yōu)化；分析結(jié)果；準(zhǔn)確性

鈣離子含量是工業(yè)循環(huán)水中一項(xiàng)重要的檢測指標(biāo)。鈣離子含量高，能與一些陰離子形成沉淀，最常見的是碳酸鈣，形成的沉淀附著在循環(huán)水系統(tǒng)管道上，首先會(huì)使循環(huán)水流通面積減少，堵塞換熱器，另外循環(huán)水中的細(xì)菌、藻類附著在鈣沉淀上，形成污垢，對(duì)金屬管道形成垢下腐蝕等。為確保工藝安全運(yùn)行，鈣離子含量必須控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，而鈣離子含量分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。

循環(huán)水中鈣離子含量的測定是采用GB/T15452—2022工業(yè)循環(huán)冷卻水鈣、鎂離子的測定——EDTA滴定法，在分析過程中發(fā)現(xiàn)，滴定至終點(diǎn)后，藍(lán)色又很快返回紫紅色，再用標(biāo)液滴定，又會(huì)消耗一定的標(biāo)準(zhǔn)溶液，這樣在一定程度上會(huì)影響終點(diǎn)判斷及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。為確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，對(duì)分析原理進(jìn)行研究，對(duì)此方法進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，取得滿意的分析結(jié)果。

1、實(shí)驗(yàn)原理[1]

在pH為12～13條件下，鎂離子形成氫氧化鎂沉淀，乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）能與水中的鈣離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，用鈣-羧酸為指示劑，溶液顏色由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色即為終點(diǎn)，通過消耗的乙二胺四乙酸二鈉體積，便能計(jì)算出水中鈣離子的含量。

2、測定步驟

2.1原方法

用移液管吸取25mL水樣于250mL錐形瓶中，加1mL硫酸溶液（1：1）和5mL過硫酸鉀溶液（40g/l）加熱煮沸至近干，取下冷卻至室溫依次加50mL蒸餾水、3mL三乙醇胺（1：2）、7mL氫氧化鉀溶液（200g/l）和0.2g鈣-羧酸指示劑，用EDTA標(biāo)液滴定，近終點(diǎn)時(shí)速度要緩慢，當(dāng)溶液顏色由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)即為終點(diǎn)。在滴定過程中發(fā)現(xiàn)，滴定接近終點(diǎn)時(shí)，終點(diǎn)顏色變化不敏銳，變色過程長，而且滴定至終點(diǎn)后，藍(lán)色又很快返回紫紅色。

針對(duì)上述存在的問題，對(duì)該分析方法的原理進(jìn)行探討。在含有鈣離子的溶液中加入鈣羧酸，鈣羧酸能與游離的鈣離子結(jié)合形成紫紅色絡(luò)合物，使溶液顯示紅色，用EDTA滴定，EDTA與溶液中鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，隨著EDTA溶液量的增加，溶液中的鈣離子、與鈣羧酸結(jié)合的鈣離子逐漸被置換EDTA出來，溶液中不存在鈣離子后，溶液顏色呈現(xiàn)藍(lán)色。EDTA標(biāo)液絡(luò)合滴定測定鈣離子含量是在pH12～13條件下，分析過程中加入氫氧化鉀的目的是用來調(diào)節(jié)溶液pH值。由于循環(huán)水中加入氧化有機(jī)磷系藥劑，為消除機(jī)磷系藥劑對(duì)測定結(jié)果的影響，在分析過程中加入了硫酸和過硫酸鉀，這兩項(xiàng)物質(zhì)皆顯酸性，以及隨著滴定劑的加入，溶液的PH值也會(huì)隨之降低，標(biāo)準(zhǔn)中加入氫氧化鉀的量（7ml）在整個(gè)滴定過程中不能滿足滴定條件（溶液pH12～13）的要求，導(dǎo)致鈣離子反應(yīng)不完全，滴定至終點(diǎn)后，藍(lán)色又很快返回紫紅色現(xiàn)象。所以向溶液中加入氫氧化鉀將溶液pH值控制在12～13這一過程很關(guān)鍵。

2.2優(yōu)化方法

用移液管吸取25mL水樣于250mL錐形瓶中，加1mL硫酸溶液（1：1）和5mL過硫酸鉀溶液（40g/l）加熱煮沸至近干，取下冷卻至室溫，依次加50mL蒸餾餾水、3mL三乙醇胺（1：2）、10mL氫氧化鉀溶液（200g/l）和約0.2g鈣-羧酸指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，當(dāng)溶液顏色由紫紅色變?yōu)榱了{(lán)色時(shí)即為終點(diǎn)。方法改進(jìn)后，在分析過程中發(fā)現(xiàn)將氫氧化鉀加入量由7ml變?yōu)?0ml后，終點(diǎn)顏色變化很敏銳。通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，滴定后的水樣放置一會(huì)溶液沒有出現(xiàn)反色現(xiàn)象。

2.3兩種方法對(duì)同一樣品分析結(jié)果對(duì)比（結(jié)果以碳酸鈣計(jì)）

采用兩種方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，原方法測定結(jié)果比標(biāo)準(zhǔn)值低，且平行測定結(jié)果不穩(wěn)定，采用優(yōu)化后的方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，其結(jié)果穩(wěn)定，接近真實(shí)值。

通過比對(duì)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化后的分析方法更能夠滿足分析需求，且分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

3、結(jié)論

采用GB/T15452—2022測定水樣中鈣離子含量，溶液滴定至終點(diǎn)藍(lán)色后，將溶液放置一段