文 廖瀅瀅
在對水的總硬度的測定中,配位滴定法是最主要的測定方法之一,其主要原理就是利用金屬指示劑來判斷滴定的終點。在配位滴定處理的過程中的一個重要的要求就是能夠形成穩(wěn)定的配位化合物。所謂穩(wěn)定的配位化合物,就是由可以給出孤對電子的一定數(shù)目的離子或分子與具有接受孤對電子的原子或離子,按照一定的組成空間和構(gòu)型形成的化合物。只有在形成穩(wěn)定的化合物下,終點的誤差才會小。其次,要求配位的反應(yīng)速度很快,所以需要用恰當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點,而且在計算關(guān)系中,最好沒有逐級配位的現(xiàn)象。
1.在實驗中當(dāng)用到三乙醇胺(TEA)作為掩蔽劑時,用來分析純的三乙醇胺(TEA)的本身就會消耗少量的乙二胺四乙酸(EDTA)溶液。
2.在實驗中應(yīng)該用K—B作為指示劑,但是實際的實驗中經(jīng)常使用鉻黑T(EBT)作為指示劑。其屬于二羥基偶氮類染料,由于鉻黑T結(jié)構(gòu)中含有一個氧化性基以及兩個不同的還原基。正是因為這些分子的存在,分子內(nèi)部很可能發(fā)生氧化還原反應(yīng),導(dǎo)致其水溶液在氧化還原反應(yīng)的條件下發(fā)生分子的聚合而變質(zhì)。因此在實際的實驗中經(jīng)常配置成含有三乙醇胺的水溶液或者經(jīng)常與氯化鈉配置成固體溶液在實驗中使用。雖然使用了減少誤差的方法,避免了三乙醇胺消耗乙二胺四乙酸(EDTA)溶液,但是,由于在配置固定溶液的過程中很難掌握其用量,所以會導(dǎo)致在平行的實驗中出現(xiàn)試樣的顏色深淺不一。過程中難免會出現(xiàn)誤差。
由于大多數(shù)的無機(jī)配合物的穩(wěn)定性都很差,配位比不恒定,所以在實驗中如果用作滴定反應(yīng)的實驗,就會造成誤差。因此,在測定中應(yīng)該對指示劑的穩(wěn)定性進(jìn)行改進(jìn)。
例如,將現(xiàn)用的指示劑改變成乳化劑聚乙二醇辛基苯基醚的鉻黑T的水溶液。其中聚乙二醇辛基苯基醚的濃度為2%,EBT的濃度是3×10-3mol/L。實驗表明在新配制的溶液的穩(wěn)定性相比于其他的單獨的溶液比較好,放置相同的時間的條件下吸光度好于沒有相溶解的溶液。這就說明在改良過的水溶液作為指示劑時,穩(wěn)定性要更好,測量結(jié)果的精密度好,測量的靈敏度也要高于原來的指示劑。綜上所述,新的水溶液可以克服原先指示劑測量不準(zhǔn)確的缺點,能夠符合實驗的要求。
將現(xiàn)用指示劑改制成K—B指示劑,試驗發(fā)現(xiàn),用三乙醇胺做掩蔽劑時,如果用EBT作指示劑滴定到終點后過一段時間溶液就會又變成紫色,但是如果改用K—B作指示劑時,終點時溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的藍(lán)色或者藍(lán)綠色,而且不會褪色,當(dāng)溶液中有AI3+、Fe3+、Mn2+、Cu2+等干擾離子存在時,對K—B指示亦無影響。在試驗中可以改用加1~2滴的K—B指示劑即可滿足要求。
例如,在實驗中如果使用三乙醇胺作為掩蔽劑時,可以掩蔽水中的AI3+、Fe3+以及少量的Mn2+,但是當(dāng)水中含有Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子時,三乙醇胺是掩蔽不了其離子的存在的。如果水中存在的Mn2+超過1mg/L時,在堿性的條件下Mn就會被氧化成高價,導(dǎo)致指示劑變成灰白色等,所以為了消除這種情況下的干擾,就需要在其中加入鹽酸羥胺。當(dāng)水中含有Cu2+存在時,如果不對其進(jìn)行掩蔽就會出現(xiàn)Cu2+對指示劑的封閉作用,所以,需要在其中加入適量的硫化鈉進(jìn)行掩蔽。
實驗前首先應(yīng)該對所要用的三乙醇胺進(jìn)行消耗的EDTA進(jìn)行測量,計算出消耗的溶液的體積,找到其空白值。準(zhǔn)確取出100mL的水樣放在錐形瓶中,在錐形瓶中加入1∶1的三乙醇胺溶液適量,pH=10的氨性緩沖液適量,K—B指示劑1~2滴。最后使用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定到溶液由紫紅色變成藍(lán)色為止。平行測定3~4次,確保實驗的準(zhǔn)確性。
通過對實驗的多次觀察,實驗中存在的弊端可以通過方法的改良減少誤差的存在,對于提高工業(yè)中的生產(chǎn)有很好的促進(jìn)作用,大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量。