容量法测定硫酸盐条件参数探讨

杨秀莲

（攀枝花新钢钒公司能动中心，四川攀枝花617062）

容量法测定硫酸盐条件参数探讨

杨秀莲

（攀枝花新钢钒公司能动中心，四川攀枝花617062）

通过开展硫酸盐容量法与经典重量法的比对试验，最终寻找到适宜攀钢水质特点的容量法测定水中硫酸盐的条件参数，并根据实验确定的参数进行回收试验，达到了实验要求，确保了方法检测的准确度和精密度。

容量法；硫酸盐；钡镁混合液；取样量

1 概述

攀钢生产用水全部取之于金沙江，金沙江原水经处理合格后成为新水，补充到攀钢各工序生产用水中。近几年来随着国家节能减排要求的不断提高，公司在能动中心先后建成了两座废水处理回收站所，工艺要求深度处理合格的水打入生产水管网与新水混合成为中水，补充工序用水，以减少原水取水和废水排放总量。工艺改造后的中水进入新水系统，使成分较简单的新水变得复杂得多，部分检测项目条件参数随之发生了变化，结果要求快速反应。因此要求水质检测结果要快速、准确。其中一项硫酸盐测定结果要求的时间和目前我们采用的方法就产生了很大的冲突。

硫酸盐测定有几种方法。其中以重量法最准确，是硫酸盐测定的经典的常用方法，也是我们目前采用的方法，但是此方法手续较多，费时较长，并且不宜于硫酸盐含量较低的水样；比浊法最为快速，精密度尚可，适用于不很浑浊、色度不深的水样，但要求操作熟练，条件控制严格；容量法测定基于络合滴定间接测定方法，但此方法受干扰物的影响较大，在较清洁的水样，此法尚可采用，复杂水样需作条件参数确定试验；四羟基醌硅胶管法可作快速测定法使用。

综合上述几种硫酸盐测定方法特点，结合攀钢回用水质特殊性，我们拟采用能缩短一定检测时间，结果能达到分析要求的容量法测定水体中的硫酸盐。同时按方法要求开展条件参数探究试验，以便能快速准确得到检测结果，指导现场生产。

2 实验方案

仪器：锥形瓶、滴定管、加热及过滤装置、常用实验设备。

试剂：EDTA标准滴定溶液、氨缓冲溶液、铬黑T指示剂、钡镁混合溶液、盐酸溶液、氯化钡溶液。

试验步骤

（1）水样体积和钡镁混合液用量的确定：取5 mL水样于10 mL试管中，加2滴盐酸溶液，5滴氯化钡溶液，摇匀，观察沉淀生成情况，按表1确定取水量以及钡镁混合液用量。

（2）根据表1大致确定硫酸盐含量后，用无分度吸管量取适量水样VmL于锥形瓶中，加水稀释至100 mL，大于100 mL者浓缩至100 mL，滴加盐酸溶液，使刚果红试纸由红色变为蓝色，加热煮沸1～2 min，以除去二氧化碳。

表1 硫酸盐含量与钡镁混合液用量关系

（3）趁热加入表1所规定的钡镁混合液同时不断搅拌，并加热至沸。沉淀陈化6 h后滴定。如沉淀过多，应过滤并用热水洗涤沉淀及滤纸，洗涤液并入滤液后滴定。

（4）加入10 mL氨缓冲溶液，铬黑T指示剂约20 mg，用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为浅蓝色，记录EDTA标准溶液用量V1。

（5）取与3.2同样体积的水样测定其中的钙和镁（Ca2++Mg2+），即水样硬度，记录EDTA标准溶液的用量V2。

（6）取100 mL蒸馏水，做全程序空白消耗体积V3。

结果表示：样品中硫酸盐（SO42-）的浓度C(mg/L)按下式计算：

C=[(V2+V3)-V1]×C×96.06×1000÷V

3 实验过程

3.1 条件参数初步确定

为了检验试验条件下硫酸盐测试结果的准确性，我们开展了重量法（经典方法，测定值视为真实值）与容量法测定结果比对试验。

首先按步骤（1）取5 mL水样于10 mL试管中，加2滴盐酸溶液，5滴氯化钡溶液，摇匀，观察到有沉淀生成，初步判断试验需取水样体积为25 mL，加钡镁混合液8 mL。第一次试验结果见表2。

表2 比对过程（钡镁混合液8 mL）

表2可以看出轨梁和新二两种水样各取样25 mL（平行样），加入钡镁混合液8 mL，在试验过程中发现新二无沉淀产生，并且结果偏差较大，说明取水样量较小或钡镁混合液加量过大。继而对试验方案进行适当调整，进行第二次试验，结果如表3。

从表3可以看出取水样50 mL，加入钡镁混合液4 mL，其中净送、十净送、轨梁、高质、以及轨梁入口其结果偏差较大，分析原因不难发现，前四种水样混合了污染较重，硫酸盐含量偏高的回用水，说明水样取量过大；而污染较小的轨梁入口硫酸盐含量较低，误差也较大，说明钡镁混合液加量偏大；新二测定结果准确率较高，可初步判断取样量和钡镁混合液加量匹配，在此基础上可继续开展试验。

表3 比对过程(钡镁混合液4 mL)

3.2 水样试验

根据条件参数的确定，进行了水样试验，并对不同水样取样量和钡镁混合液加量进行了调整。试验结果如表4所示。

表4 水样比对过程

从试验的结果：在一定的条件参数下水样硫酸盐浓度在50～200 mg/L的样品，其相对误差在-7.26%～9.94%之间，也说明硫酸盐容量法检测，我们根据不同水质特点确定的水质取样量和钡镁混合液加量测定的结果在分析误差要求范围内。

3.3 回收率试验

为进一步检验方法的准确性，我们进行了必要的回收试验，取一系列已知浓度的样本,加入一定浓度的标准硫酸盐,测定回收率,回收试验结果见表5所示。

表5 回收率试验结果

加标回收率在96.0%～106%之间，满足方法验证要求。

3.4 条件参数确定

通过上述样品试验和回收试验我们确定了攀钢水系统硫酸盐容量分析的各种分析条件参数，如表6所示。

4 试验讨论

通过比对实验，我们发现容量法测定硫酸盐，检测结果准确的关键在于条件参数的控制和滴定操作过程中的经验积累，具体总结有以下几点：

表6 分析条件参数

（1）该方法限定试样中硫酸盐浓度一般不大于200 mg/L。浓度过大，钡镁混合液加量增大，沉淀产生较多，对滴定产生影响。因此，当50 mL水样中硫酸盐含量大于10 mg时，应适当稀释水样。

（2）根据EDTA络合滴定特点，加入钡镁混合液必须适当过量，以维持溶液剩余Ba2+达到一定的浓度。但Ba2+剩余量太多时，又易使滴定终点不明显，Ba2+量为SO42-量的1倍为合适。在钡镁按1:1混合时，当到达滴定终点时Ba2+与SO42-比例应为1: 2，即可得到明显的终点。由此可见，用此法获得正确结果的关键在于选择适当的钡镁混合剂的用量及取试样量，否则将造成很大的误差。

（3）由于BaSO4的溶度积较小，根据络合滴定中关于不需进行沉淀分离的判别式计算，在试验条件下BaSO4不易溶解，因此，理论上不必分离沉淀而直接滴定。在实际操作中，为避免BaSO4沉淀吸附部分Mg2+和Ba2+而影响结果，应在滴定接近终点时，用力摇动0.5～1 min，使可能吸附在沉淀表面的离子分散到溶液中，然后迅速滴至终点。当大量沉淀影响到终点的观察时，需采取过滤的方法除去。

（4）BaSO4沉淀陈化的条件和时间应掌握好，至少放置6 h，必要时。为缩短陈化时间，检测结果更快，可将加沉淀剂后的试样置于沸水浴上保温陈化2 h，冷却后滴定。

(5)滴定分析需在同一条件下进行，尽量消除可能产生误差的因素。

5 结论

容量法测定硫酸盐，方法简单，操作步骤较重量法简化，结果比较准确，在不是用于仲裁的情况下可缩短检测时间，为现场提供快捷指导，可以运用于攀钢生产用水日常的检测。但是，此方法条件参数随样品成分的变化需要及时调整，定时开展与重量法的比对试验；滴定过程要求严格，在消除系统误差的前提下，应尽量减少偶然误差的产生，即空白、硬度和样品滴定操作必须在同一条件下进行。

[1]《化验员读本》化学工业出版社化学分析[J]北京化工大学刘针主编2003

[2]《分析化学》高等教育出版社华中师范大学东北师范大学陕西师范大学编

Discussion on Condition Parameters of Determining Sulfate by Volumetric Method

YANG Xiu-lian

(Energy Sources and Power Center,Panzhihua New Steel-Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua,Sichuan 617062,China)

The comparison test of the sulfate volumetric method and the conventional weight method is made.The volumetric method suitable for Pangang’s water quality characteristics is selected to determine condition parameters of sulfate in water.The determined parameters in the test are employed in the recovery test.It reaches the experiment requirements and ensures accuracy and precision of the method.

volumetric method;sulfate;mixed solution of barium magnesium;sampling amount

TQ085

B

1006-6764（2013）07-0064-04

2013-01-11

杨秀莲（1969-），女，1989年毕业于西南师范大学化学系应用化学专业，大学本科，工程师，现从事化学检测技术工作。