自動(dòng)滴定儀

1、T70自動(dòng)滴定儀的使用及維護(hù),匯報(bào)人：李鳳華,T70自動(dòng)滴定儀的使用及維護(hù),一、化驗(yàn)室水質(zhì)分析現(xiàn)狀二、儀器設(shè)備三、自動(dòng)滴定儀的原理四、滴定過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)五、操作步驟 六、滴定儀和手動(dòng)滴定測(cè)定數(shù)據(jù)比對(duì)七、注意事項(xiàng)八、維護(hù)和保養(yǎng)九、針對(duì)自動(dòng)滴定儀的下步工作,一、化驗(yàn)室水質(zhì)分析現(xiàn)狀,中心化驗(yàn)室水質(zhì)分析組主要負(fù)責(zé)地層水分析，鍋爐水監(jiān)測(cè)，鍋爐調(diào)配試劑及日常化驗(yàn)試劑的配置工作。該組每年根據(jù)第一，第二作業(yè)區(qū)地質(zhì)研究需要承擔(dān)400余次

2、地層水分析任務(wù)，化驗(yàn)工作量較大，往往還可能因水樣分析數(shù)據(jù)比原始數(shù)據(jù)變化較大等原因，還需要對(duì)水樣進(jìn)行復(fù)取，重新分析。 在日常進(jìn)行水質(zhì)分析的過(guò)程中我們會(huì)遇到類(lèi)似圖1，圖2，圖3，圖4，圖5所展示的“特殊”水樣。,這里所說(shuō)的“特殊”水樣是指顏色較深，渾濁程度較高，其顏色影響水質(zhì)分析中指示劑顏色變化的水樣。如果采取傳統(tǒng)的手動(dòng)滴定分析方式對(duì)這樣的水樣進(jìn)行滴定則會(huì)因指示劑變色遲鈍，視覺(jué)疲勞等因素影響滴定終點(diǎn)的判定，進(jìn)而影響最終準(zhǔn)確結(jié)果

3、的得出。,圖1 圖2 圖3 圖4 圖5,徐深6-2水樣Mg2+滴定前,徐深6-2水樣Mg2+滴定后,,在常規(guī)的手動(dòng)滴定過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液添加的速度、搖晃溶液的程度、終點(diǎn)顏色的觀察、玻璃滴定管刻度讀數(shù)等都可能給結(jié)果帶來(lái)誤差。定量分析的任務(wù)是準(zhǔn)確測(cè)定試樣中各有關(guān)組分的含量，不準(zhǔn)確的分析結(jié)果會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論，但是，在分析過(guò)程中，即使是

4、技術(shù)很熟練的人，用同一方法對(duì)同一試樣仔細(xì)地進(jìn)行多次分析，也不能得到完全一致的分析結(jié)果。這就是說(shuō)分析過(guò)程中誤差,,是客觀存在的，而自動(dòng)滴定儀可以減小人為誤差，使測(cè)定結(jié)果盡量接近真值，自動(dòng)滴定儀具有操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，易于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、精密度高等優(yōu)點(diǎn)。在理化指標(biāo)的分析中應(yīng)用非常廣泛，如酸堿滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定、絡(luò)合滴定、光度滴定等滴定分析。,二、儀器設(shè)備,圖6：T70自動(dòng)滴定儀裝置,梅特勒-托利多（Mettler-Toledo）超越

5、系列自動(dòng)電位滴定儀T70包括：①電導(dǎo)率接口板(用CB代替)：同時(shí)接電導(dǎo)率電極和常規(guī)的pH/mV測(cè)量電極各1根；②常規(guī)電極接口板(用AB代替)：同時(shí)接常規(guī)的pH/mV測(cè)量電極2根，或者接常規(guī)的pH/mV測(cè)量電極和極化電極各1根；,,,③DGi111智能酸堿滴定復(fù)合電極（智能電極指，電極頭部?jī)?nèi)置智能芯片，電極一旦與電位滴定儀相連接，滴定儀能自動(dòng)識(shí)別電極，并能進(jìn)行智能查找電極，避免電極錯(cuò)誤。下同）：測(cè)定和調(diào)節(jié)pH值、堿度（即CO32-、H

6、CO3-離子含量）的測(cè)定；④DMi141智能銀量法滴定復(fù)合電極：Cl-含量的測(cè)定；⑤InLab® 718電導(dǎo)率電極：測(cè)量溶液的電導(dǎo)率值和SO42-含量；⑥D(zhuǎn)P5光度電極，總硬度的測(cè)定；⑦ 3根智能滴定管：分別裝HCl、AgNO3、EDTA3種滴定溶液。,三、自動(dòng)滴定儀的原理,自動(dòng)滴定儀是通過(guò)傳感器（測(cè)量電極）測(cè)量滴定過(guò)程中被測(cè)溶液的電動(dòng)勢(shì)的變化來(lái)確定滴定終點(diǎn)的。測(cè)定的依據(jù)是：待測(cè)離子的活度與其電極電位之間的關(guān)系遵守能斯

7、特方程。在滴定過(guò)程中，隨,,EΘ:標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)；R:氣體常數(shù)8.3144J/(K*mol)；T:溫度；n: 電極反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)；F：法拉第常數(shù) 96.487KJ/V*mol；,能斯特方程,E-V曲線,著標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的不斷加入，待測(cè)離子的活度不斷變化導(dǎo)致電極電位E不斷發(fā)生變化：在滴定到達(dá)終點(diǎn)前后，溶液中的待測(cè)離子濃度往往連續(xù)變化n個(gè)數(shù)量級(jí)，引起電極電位的突躍，此突躍點(diǎn)即化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，也就是滴定反應(yīng)的終點(diǎn)。自動(dòng)滴定儀利用電位的突躍來(lái)指示滴定

8、終點(diǎn)，根據(jù)突躍點(diǎn)（即化學(xué)計(jì)量點(diǎn)）對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗量來(lái)計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的含量。,四、滴定過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng),1.堿度（即CO32-、HCO3-含量）的測(cè)定2.Cl-含量的測(cè)定3.SO42-含量的測(cè)定4. Ca2+含量的測(cè)定5. Mg2+含量的測(cè)定,水質(zhì)分析中各種分析項(xiàng)目的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：1.堿度（即CO32-、HCO3-離子含量）的測(cè)定：用HCl進(jìn)行酸堿滴定；分別有酚酞堿度（通常稱為p值，即滴定pH值到8.2，反應(yīng)方程式（1

9、）和甲基橙堿度（通常稱為m值，即滴定pH值到4.3，反應(yīng)方程式（2） H+ + CO32-→ HCO3- ……(1) H+ + HCO3- → H2O + CO2 ……(2),HCO3-滴定后,HCO3-滴定前,,2.Cl-含量的測(cè)定：水樣的pH值在6.5-8.5時(shí)，硝酸銀能與氯離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，也能與鉻酸根離子生成磚紅色鉻酸銀沉淀，因氯化銀比鉻酸銀的溶解度小，所以，只有當(dāng)

10、氯化銀完全沉淀后，鉻酸銀開(kāi)始出現(xiàn)，故可以用鉻酸鉀作指示劑，來(lái)進(jìn)行氯根的測(cè)定。反應(yīng)式為： Cl-＋AgNO3＝AgCl↓ (白色)＋NO3- ……(3) 2Ag+＋CrO42-＝Ag2CrO4↓ (磚紅色) ……(4),Cl-滴定前,Cl-滴定后,,3.SO42-含量的測(cè)定：用鋇鎂混合溶液中的鋇離子充分沉淀SO42-，在pH為10的氨緩沖介質(zhì)中，以鉻黑T作指示劑，用EDTA進(jìn)行滴定

11、Ba2+ + SO42- → BaSO4 ……（5）,SO42-滴定前,SO42-滴定后,,4. Ca2+含量的測(cè)定:在堿性溶液中 (pH>12)鈣試劑與水中的鈣離子生成紫紅色絡(luò)合物，此絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)大于EDTA與鈣形成的絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)，因此用EDTA滴定時(shí)，EDTA從鈣試劑絡(luò)合物中奪得鈣而生成較穩(wěn)定的絡(luò)合物，至終點(diǎn)時(shí)，鈣試劑恢復(fù)本色而使溶液呈純藍(lán)色。反應(yīng)式為： Ca2+＋R-→CaR+

12、 (紫紅色) ……(6) CaR+＋H2Y2-→CaY2-＋2H+R- (純藍(lán)色) ……(7) 式中: R－—鈣試劑。,Ca2+滴定后,Ca2+滴定前,,5. Mg2+含量的測(cè)定：當(dāng)水樣中加入氨性緩沖液保持pH=10時(shí)，鉻黑T指示劑與鈣鎂離子形成玫瑰紅色的絡(luò)合物，這種絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)大于EDTA鈣鎂絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)，所以用EDTA滴定時(shí)，鈣鎂離子就被奪取生成EDTA絡(luò)合物而游

13、離出指示劑使溶液呈現(xiàn)出鉻黑T指示劑的純藍(lán)色，當(dāng)測(cè)出水樣中的鈣鎂合量時(shí)，由鈣鎂合量減去鈣離子含量便測(cè)得鎂離子含量。 Ca2+＋Y-→CaY+ (玫瑰紅色) ……(8) Ca2+ + EDTA → CaEDTA……（9） Mg2+＋Y-→MgY+ (玫瑰紅色) ……(10) Mg2+ + EDTA → MgEDTA ……（11） 式中: Y－—鉻黑T。,Ca2+、

14、Mg2+滴定后,Ca2+、Mg2+滴定前,,五、滴定分析的操作步驟,1.安裝好滴定管及電極，并用蒸餾水沖洗干凈；2.取欲分析的水樣于滴定杯中，加入蒸餾水將其穩(wěn)妥地接入滴定臺(tái)上；3.開(kāi)啟自動(dòng)滴定儀電源啟動(dòng)滴定儀；4.以“Administrator”身份登錄系統(tǒng)；5.進(jìn)入系統(tǒng)后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框；在驅(qū)動(dòng)器1上識(shí)別到帶有滴定劑EDTA的滴定管，請(qǐng)選擇（更改)或（確定）此時(shí)，點(diǎn)擊“確定”即可；,6.點(diǎn)擊右上角的快捷鍵方法圖標(biāo)，

15、進(jìn)入分析方法； 7.連續(xù)點(diǎn)擊兩次“確定”，儀器自動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行滴定，當(dāng)儀器識(shí)別出滴定終點(diǎn)后，會(huì)自動(dòng)停止滴定（若未能自動(dòng)識(shí)別出終點(diǎn)，則按方法中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)溶液最大加液量加完后才會(huì)停止滴定）。此時(shí)，點(diǎn)擊“確定”可以查看分析結(jié)果，此結(jié)果即為報(bào)告結(jié)果；8.再點(diǎn)一次“確定”，退出分析方法。,六、滴定儀和手動(dòng)滴定測(cè)定數(shù)據(jù)比對(duì),表1-1是以衛(wèi)深5 的水樣，采取手動(dòng)滴定分析及電位滴定分析所取得的化驗(yàn)結(jié)果如下：,表1-1 手動(dòng)滴定分析與電位滴定分析結(jié)果對(duì)

16、比,兩種分析方法的誤差為：鈣離子誤差=（472.14 -469.32）/469.32=0.60%鈣鎂離子誤差=（475.12-473.26)/473.26=0.39% 以上結(jié)果滿足SY/T 5523-2006 油田水分析方法所規(guī)定的各項(xiàng)離子分析的誤差范圍。因此，用自動(dòng)滴定儀對(duì)水樣進(jìn)行滴定分析所取得的化驗(yàn)結(jié)果是準(zhǔn)確可信的。,七、注意事項(xiàng),1.必須要求穩(wěn)定的電流；2.在滴定強(qiáng)酸強(qiáng)堿或產(chǎn)生結(jié)晶溶液時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)該用自

17、帶長(zhǎng)針吸干管內(nèi)殘留液體，并發(fā)送蒸餾水清洗，確保管內(nèi)的干凈；3.電極十分脆弱，使用完后擦干并插入?yún)⒈入娊庖褐羞M(jìn)行維護(hù)；4.如實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際不符合，應(yīng)考慮樣品制作的均勻性，準(zhǔn)確性和配樣濃度是否太小或太大。,八、維護(hù)和保養(yǎng),1.電極：如指示電極被污染，可以用擦洗劑（氧化鋁或牙膏）小心除去污染物后再用乙醇清洗或用30%HNO3浸泡過(guò)夜或超聲波（5分鐘）－水清洗－無(wú)水乙醇或（甲醇）清洗；再生電極如被油類(lèi)污染，可以用有機(jī)溶劑如已烷清洗后再用乙醇

18、清洗；如被鹽類(lèi)沉淀物污染，則先用水清洗后再用乙醇清洗。2.再生電極管及滴定杯等清洗后可以用電吹風(fēng)吹干或烘箱干燥，但烘干溫度不能超過(guò)70℃。,九、針對(duì)自動(dòng)滴定儀的下步工作,(1)針對(duì)對(duì)自動(dòng)滴定儀的使用和原理的認(rèn)識(shí)存在的局限性，建議儀器制造廠家的工程師，對(duì)儀器的使用注意事項(xiàng)，方法中參數(shù)設(shè)置問(wèn)題和維護(hù)保養(yǎng)以及維修進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)。(2)由于電極對(duì)存放和使用環(huán)境要求較高，水質(zhì)分析組應(yīng)該定期由專人負(fù)責(zé)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。,請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)指正！,謝