影响EDTA滴定法测石灰剂量的因素

陈　颜北京科远智恒工程检测有限公司（100000）



影响EDTA滴定法测石灰剂量的因素

陈颜
北京科远智恒工程检测有限公司（100000）

摘要：石灰剂量是石灰稳定土重要的施工技术参数之一，在施工过程中根据不同的测试时间准确、科学地确定该参数是重点。经过在实验室长期检测发现影响石灰稳定土石灰剂量测定的因素较多，并对此进行了详细分析，提出相应的处理和改进方法。

关键词：石灰剂量；石灰稳定土；EDTA滴定法

石灰土具有良好的力学性能和一定的水稳性、抗冻性，被广泛应用在高级公路的基层和农村低等级公路的基层中。在石灰土质量监控中，石灰剂量是其中很重要的一个指标。它直接决定着结构强度的高低和均匀性。石灰剂量的测定方法有EDTA滴定和直读式测钙仪两种。由于测钙仪法普及程度低且一期耐久性较差，目前采用EDTA滴定法进行日常石灰剂量的测定比较普遍。EDTA滴定法测定石灰剂量方便、快捷，但在测定准确性方面仍有地方值得探讨。通过对EDTA滴定法的研究及大量检测结果的汇总分析，这里总结了影响该方法准确性的几个因素。

1　EDTA滴定法的化学原理

先用10％的NH4Cl弱酸溶出石灰稳定材料中的Ca2+，然后用EDTA二钠标准溶液夺取Ca2+，EDTA二钠标准溶液的消耗量与相应的石灰剂量存在近似线性关系［1］。

2　影响因素

2.1标准曲线准确性的影响

EDTA滴定法是将滴定所用的EDTA二钠毫升数，通过与标准曲线对应比较来确定其石灰剂量。不同品种的石灰和不同的操作方法得到的EDTA滴定法标准曲线不同。EDTA法测出的石灰剂量只是在一定条件下的相对量，而并非待测物含有的实际绝对量。因此，操作中首先要保持制作的标准曲线的准确性，使其真正具有标准意义。

2.2由含水量引起的标准曲线的误差

在准备标准曲线试样时，若土和石灰的风干含水量测定误差较大（超过2％），在混合料总质量不变的情况下，则会导致石灰土中应加入的水的质量过多或过少，而石灰质量则会相对减少或增长，致使滴定时耗用EDTA二钠的用量偏小或偏大，使得最终绘制的标准曲线位置过低或过高。为避免此项误差，在试验工作中要认真测试土和石灰的含水量，确保土和石灰的含水量准确，从而确保绘制的标准曲线的准确性。

2.3EDTA浓度的影响

根据分析化学原理EDTA本身是一个不纯的非基准试剂，所配制溶液的准确度无法依靠EDTA的精确称量和溶液的标准定容来达到，而只能依靠其他基准物质采用标定的方法加以确定。

由于本方法采用标准曲线法，可以免除溶液浓度标定的过程，但必须确保每次配制的EDTA溶液浓度不变，显然非基准的EDTA试剂无法做到这一点。因此，当制作标准曲线的EDTA溶液与实测时的EDTA溶液不是同一次所配制时，尽管每次也都是按照规程指明的方式进行操作，但仍不可避免地造成浓度上的差异，进而带来分析误差。

克服这一误差的最简便的方法是根据施工期间石灰土检测工作量的大小，一次性配制出足够用的EDTA溶液，贮存于聚乙烯容器中密闭保存，可供随后时间使用而不会发生浓度上的变化，从而有效避免因非同一次配制溶液所造成的检测误差。也可以根据实验室的实际使用量，到试剂商店购买EDTA标准溶液，从而减少由于EDTA浓度引起的误差，但是若实验室使用量过大不建议此法。

2.4取样方法的影响

进行EDTA滴定的目的是确定石灰土中的石灰剂量，以指导生产施工。实际工地拌制的石灰土是不均匀的，尤其是在路段现场拌和生产的情况下，相对来说拌和站生产的石灰土要好一些。

如果检测时抽取的样品数量有限且位置较近，很容易造成抽样不具有代表性。以不具代表性的样品进行EDTA滴定试验，即使试验过程再精确，最终也是以错误的信息指导生产施工。样品的选择非常关键，生产施工都是以样品的试验结果为依据的，所以抽样频率在符合要求的前提下要尽可能多，所选位置要尽可能代表全部。

2.5试验进行时间的影响

随着龄期的增长，石灰稳定材料中的一部分钙离子已经与土中的矿物发生反应，生成新的化合物，因此游离的钙离子减少，用初始的EDTA二钠标准溶液消耗量的标准曲线确定的石灰剂量必然下降。解决这一问题的措施是对石灰土样品在拌和后立即进行取样检测石灰剂量，达到与标准曲线制作时的时间一致，避免由于时间效应引起的差异和对准确性产生影响。否则即使样品龄期不超7 d也需要用相应龄期的EDTA二钠标准溶液消耗量的标准曲线来确定石灰剂量。此过程需要实验室与施工方在时间上做到一致，尽量减少因送检时间等造成的对试验结果的影响。

2.6试验过程的操作准确性

EDTA滴定法具有严格的化学专业特性，各环节的试验操作直接决定着试验结果的准确性。因不规范操作引起的误差不容忽视。

1）每个样品加入化学试剂后搅拌的时间、速度和方式以及EDTA滴定速度应力求相同，否则将影响试验的精度，尤其是绘制标准曲线时更应该注意这个问题。

2）样品中加入NH4Cl溶液后静置时间要相同。静置时间过长，吸取的悬浮液较清，所含石灰颗粒沉积在试杯底部，使得得出的石灰剂量小于实际剂量。

3）试验中所用的NH4Cl溶液最好当天用完，不要放置过久，否则NH4Cl可能会发生化学反应，影响滴定所用试样清液的质量，使滴定结果变小。

4）在终点颜色的判断中，临近终点时颜色先由玫瑰红变为紫色，继续滴定变为纯蓝色。指示剂剂量的大小对颜色深浅有很大影响。指示剂的量越大、终点蓝色越深，由紫色变为纯蓝色的界限也越不明显，滴定终点越难判断；指示剂的量相对少一些，则颜色由紫变为蓝色的界限越明显，滴定终点越容易判断，试验的误差也越小。所以指示剂一定要适量，钙红指示剂的质量以0.2 g为宜。

5）EDTA滴定过程中应控制好滴定环节。滴定过程中溶液的颜色有明显的变化过程，从玫瑰红变为紫色，并最终变为蓝色。因此要把握好滴定的临界点，不可直接将溶液滴到纯蓝色上，因为在滴定过量时，溶液的颜色将始终保持为纯蓝色，如果没有经过临界点，可能已经过量很多。一般来说，在溶液颜色变为紫色后，如石灰剂量较低，1～2滴就能使其彻底变蓝；如石灰剂量较高，可能需要得多一些，因此此时的滴定速度务必放慢，逐滴滴入，并时刻摇匀，以免滴定过量。

3　结语

这里在六个方面分析了影响EDTA滴定法测定石灰剂量的因素，因此只要加强试验中各个环节的控制，提高测定精度就能得到准确的试验数据。

参考文献：

［1］JTGE 51- 2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程［S］.