矿业废水常伴随有金属离子，快速准确测定其中金属离子的含量尤其重要［1］。一般小型工厂由于规模、设备和资金等原因，力求对其含有金属离子的废水的检测简单经济［2］。目前，测定铝含量的分析方法有多种，其中用仪器测定铝的分析方法有分光光度法［3］、电位滴定法［4］、石墨炉原子吸收光谱法［5］、荧光光度法［6-7］等。但上述方法操作步骤都较为繁琐，且仪器昂贵，分析成本较高，不适宜用于日常分析［8］。相比之下，滴定分析法测定铝离子含量的操作更为简便、精确。废水中测定铝离子含量的滴定分析法主要有乙二胺四乙酸二钠(EDTA)络合滴定法［9］、酸碱滴定法［10］等。而酸碱滴定法滴定终点不易观察，选用EDTA络合滴定法较为合适［11］。

文献［12］报道在pH 4．3的乙酸钠-冰乙酸缓冲溶液中，铝离子与EDTA络合，以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液反滴过量的EDTA测定铝离子的含量。但在pH为4．3时，废水中的Fe3+、Cr3+也能与EDTA络合而干扰铝离子的测定［13］。常规方法中，需要提前测定Fe3+、Cr3+含量［14］。本工作采用柠檬酸掩蔽 Fe3+、Cr3+来消除其对铝离子的影响，该方法准确稳定、简便快速，且降低了分析费用［15］。此法与原子吸收光谱法相比，其准确度较高，且方便快捷［16］。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

CN 61M/XYMF-A型红外加热炉;ZH 4319型pH酸度计;CLJB-01型磁力搅拌器;AL 204型电子天平。

铝离子标准溶液:100 mg·L－1，移取1 L水，加入几滴硫酸(防止Al3+水解)和100 mg硫酸铝粉，搅拌至溶解。

pH 4．3的乙酸钠-冰乙酸缓冲溶液:将 42．3 g无水乙酸钠溶于水中，加80 mL冰乙酸，用水稀释至1 L，摇匀。

EDTA 标准滴定溶液:0．005 mol·L－1，称取1．46 g EDTA基准试剂溶于水中，定容至1 L。

PAN指示溶液:称取0．3 g PAN溶于100 mL 95%(体积分数)乙醇溶液中。

硫酸铜标准滴定溶液:利用EDTA络合滴定法进行标定，确定其质量浓度。

柠檬酸溶液:50 g·L－1，称取5 g柠檬酸溶解于适量水中，定容至100 mL，其含量由氢氧化钠标准溶液标定。

1．2 试验方法

1．2．1 硫酸铜标准滴定溶液的标定

由于硫酸铜溶液不是基准溶液，采用EDTA络合滴定法对其进行标定。称取0．500 0 g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于水，定容于1 L容量瓶中;移取25．00 mL置于250 mL锥形瓶中，加入氨水(1+4)溶液直至溶液颜色变成深蓝色，用0．005 mol·L－1EDTA标准滴定溶液滴定，以PAN为指示剂，滴定溶液由蓝紫色变为草绿色即为滴定终点。重复3次试验，取平均值［17］。

按公式(1)计算硫酸铜的质量浓度(g·L－1):

式中:V为达到滴定终点时耗用EDTA标准滴定溶液的体积，mL;V0为测定时移取的试液体积，mL;c1为EDTA标准滴定溶液的浓度，mol·L－1(c1=0．005 mol·L－1);M1为硫酸铜的相对分子质量，g·mol－1(M1=249．638 g·mol－1)。

硫酸铜质量浓度的确定见表1。

表1 硫酸铜质量浓度的确定Tab．1 Confirmation of mass concentration of copper sulfate硫酸铜溶液体积/mL耗EDTA体积/mL硫酸铜质量浓度ρ/(g·L－1)终点现象25．00 12．62 0．63草绿色25．00 13．02 0．65 草绿色25．00 14．02 0．70草绿色

取平均值可求得硫酸铜的质量浓度约为0．66 g·L－1，换算成浓度约为 0．002 6 mol·L－1。1．2．2 样品分析

移取10．00 mL矿业废水样品置于250 mL锥形瓶中，加50 g·L－1柠檬酸溶液10．00 mL和盐酸(1+1)溶液 2．00 mL，煮沸 1 min，加20．00 mL EDTA标准滴定溶液和100 mL水，加热至70～80℃，用氨水(1+1)溶液调节 pH 至3．5 ～ 4．0，加 15．00 mL pH 4．3的乙酸钠-冰乙酸缓冲溶液，煮沸2 min，加2～4滴PAN指示溶液，冷却至90℃后，用硫酸铜标准滴定溶液滴定至溶液呈蓝紫色［18］。同时做空白试验。按公式(2)计算铝离子的质量浓度:

式中:V'0为空白消耗硫酸铜标准滴定溶液的体积，mL;V'1为试液消耗硫酸铜标准滴定溶液的体积，mL;V'为测定时移取的试液体积，mL;c2为硫酸铜标准滴定溶液的浓度，mol·L－1;M2为铝的相对分子质量，g·mol－1(M2=26．98 g·mol－1)。

2 结果与讨论

2．1 Fe3+、Cr3+干扰量的确定

Fe3+、Cr3+的存在会使铝离子的测定值偏高，但当Fe3+、Cr3+含量太低时，对测定结果产生的影响可以忽略不计［19］。配制质量浓度为100 mg·L－1铝离子溶液，考察了Fe3+、Cr3+的含量对铝测定结果的影响，见表2，其中空白消耗的硫酸铜标准滴定溶液的体积V'0为39．40 mL。

文章来源：《矿业装备》 网址: http://www.kyzbzz.cn/qikandaodu/2021/0213/565.html