CN102901765A - 用于测定溶液中Hg2+含量的电位滴定法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测定溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法，该方法以浓度为0.01mol/L氢氧化钠或氢氧化钾溶液对0.01mol/L的Hg²⁺溶液10ml进行滴定；寻找0.01mol/L氢氧化钠溶液或氢氧化钾滴定相应浓度Hg²⁺的Δ²E/ΔV²＝0的突跃点，确定出滴定的终点V₂；再通过C₂＝C₁×V₁/₂ V₂计算出Hg²⁺浓度，本发明的优点是适用范围广泛，可用于各种水溶液中Hg²⁺含量为20μg/mL～1g/mL的测定。与现有技术相比，该方法操作简单快捷，灵敏度更高，线性范围更宽，测定更加方便。

Description

用于测定溶液中Hg2+含量的电位滴定法

技术领域

本发明涉及一种用于测定水溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法，该法适用于各种涉汞物质和产品中Hg²⁺的测定。

背景技术

二价汞离子、即“Hg²⁺”是一种有害重金属元素，随着人们环保和食品安全意识的日益增强，对于Hg²⁺在环境和食品中存在的关注度也越来越高。目前，Hg²⁺含量的测定方法主要是：分光光度法、原子吸收光谱法、质谱法、电极-伏安法、离子选择电极法、液相色谱法、气相色谱法等。原子吸收法、质谱法、液相色谱法、气相色谱等法，准确性都很高、仪器操作复杂，价格昂贵，样品处理时易排放出高含量的有害气体，造成环境污染，对操作人员健康不利；修饰电极-伏安法、离子选择电极法灵敏度和准确性都较高、费用不高、理论基础也非常完善，但条件要求较严，干扰较多，需用专用电极，电极制作与维护较繁琐，用时也长；常用的国标双硫腙萃取分光光度法，虽然仪器设备较简单，但它为萃取比色，操作步骤多，萃取剂用量大、有害，而且需要掩蔽干扰离子。近年出现了新的汞测定方法，如陈述等建立了基于富S^2-表面CdS量子点的荧光淬灭测定Hg²⁺，检测限能达到33μmol/L；崔凤灵等采用共振光散射(RLS)技术分析水样中的汞，检测限达到12nmol/L。但上述方法测定的Hg²⁺的线性范围都比较窄，适用于样品含量较少的样品，对于Hg²⁺含量较高的样品需要选取一个适当的稀释倍数才能获得满意的测定结果，且都偏重在酸性或中性条件下的测定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要提供一种用于测定溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法。该方法具有费用少，操作简便快捷，稳定性好、检测量大、检测范围宽的优点。

本发明用于测定水溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法包括以下步骤：

(1)分别配制0.1mol/L和0.01mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，并对其进行标定；

(2)分别配制0.01mol/L和0.001mol/L的Hg²⁺溶液：

(3)用移液管取0.01mol/L的Hg²⁺溶液10ml，采用DZ-2型自动电位滴定装置，以浓度为0.01mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液滴定；以体积V、ΔV、电位E、ΔE、ΔE/ΔV-V、Δ²E/ΔV²-V为参数制作表格；

(4)在表格中寻找0.01mol/L氢氧化钠溶液或氢氧化钾滴定相应浓度Hg²⁺的Δ²E/ΔV²＝0的突跃点，即ΔE/ΔV-V曲线最高点或最低点所对应的体积，Δ²E/ΔV²-V曲线中Δ²E/ΔV²＝0处所对应的体积，确定出滴定的终点V₂；

(5)由公式C₂＝C₁×V₁/2V₂计算出Hg²⁺浓度，

其中：

C₁-氢氧化钠(氢氧化钾)浓度(mol/L)，

C₂-Hg²⁺浓度(mol/L)

V₁-氢氧化钠(氢氧化钾)体积(ml)

V₂-Hg²⁺溶液体积(ml)

回收率＝C₁÷C＝95.71％。上述操作中所使用的DZ-2型自动电位滴定装置采用pH复合电极作为指示电极。

本发明测定中Hg²⁺的回收率＞95％～109％，测定范围：＞20μg/mL，当试样中Hg²⁺含量低于20μg/mL时，采用标准添加法来进行测试。

本发明的方法可利用空白对照试验对酸性或碱性条件下水溶液中Hg²⁺含量进行的测定，中性条件下可直接测定水溶液中Hg²⁺含量，发明中所使用的电位计是自动电位滴定仪或pH酸度计，所用指示电极是pH复合电极。

本发明的优点是适用范围广泛，可用于各种水溶液中Hg²⁺含量为20μg/mL～1g/mL的测定。与现有技术相比，该方法操作简单快捷，灵敏度更高，线性范围更宽，测定更加方便。与现有的原子吸收法、质谱法、液相色谱法、气相色谱等法比，具有设备投资少，所用试剂少，设备简单的特点；与常用的国标双硫腙萃取分光光度法比，具有测定时间短，样品处理比较简单，不用萃取剂和掩蔽剂的特点。

附图说明

图1为本发明实施例2中用图解法确定终点的坐标图。

图2为实施例3中用图解法确定终点的坐标图。

具体实施方式

例1

1、本发明所用的试剂及其配制

(1)0.1mol/L氢氧化钠溶液的配制：称取4g氢氧化钠于100ml小烧杯中，加蒸馏水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。

(2)0.1mol/L氢氧化钠溶液的标定：准确称取0.4g邻苯二甲酸(已在110℃烘箱中烘2h)于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加5滴0.5％酚酞(取0.5g酚酞溶于100ml 95％乙醇中)用上述(1)氢氧化钠滴定至粉色30s不褪色，记录所消耗的氢氧化钠体积V(ml)数：

C＝(W×1000)/204.23×V

标定氢氧化钠的浓度为：0.1043mol/L

(3)0.01mol/L氢氧化钠溶液的配制：用10.0ml的移液管准确移取10ml的0.1mol/L的氢氧化钠溶液到100ml容量瓶中定容。

(4)0.01mol/LHg²⁺溶液的配制：在电子天平上准确称取2.7133g的氯化汞固体在100ml的烧杯中溶解，转移到1000ml的容量瓶中定容，即得0.009994mol/L的Hg²⁺溶液。

(5)0.001mol/L Hg²⁺溶液的配制：用10.0ml的移液管准确移取10ml的0.1mol/L的Hg²⁺溶液在100ml容量瓶中定容。

(6)0.1mol/L氢氧化钾的配制：称取5.61g氢氧化钾于100ml小烧杯中，加蒸馏水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。

(7)0.1mol/L氢氧化钾溶液的标定：准确称取0.4g邻苯二甲酸(已在110℃烘箱中烘2h)于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加5滴0.5％酚酞(取0.5g酚酞溶于100ml 95％乙醇中)用上述(6)氢氧化钾滴定至粉色30s不褪色，记录所消耗的氢氧化钾体积V(ml)数

C＝(W×1000)/204.23×V

标定氢氧化钾浓度为：0.1036mol/L

(8)0.01mol/L氢氧化钾溶液的配制：用10.0ml的移液管准确移取10ml的0.1mol/L的氢氧化钾溶液到100ml容量瓶中定容。

上述试剂未注明的均为分析纯，试验用水为超纯水。

2.本发明所用装置如下：

(1)自动电位滴定装置DZ-2型(上海康仪仪器有限公司)

(2)pH-10B酸度计(北京赛多利斯仪器有限公司)

(3)复合电极为上述仪器中所配备电极

(4)超声波清洗机DL-360E(上海之信仪器有限公司)

例2

用电位滴定法测定溶液中Hg²⁺的含量的测定步骤：用移液管取0.01mol/L的Hg²⁺溶液10ml，用浓度0.01mol/L的氢氧化钠溶液滴定。相关数据记录见表1：(自动电位滴定装置DZ-2型)

表1(自动电位滴定装置DZ-2型)

通过表1作ΔE/ΔV-V绘出图1，由图1可知曲线中最高点为19.10ml。

通过表1用二级微商法确定V_终如下：浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液滴定相应浓度的Hg²⁺溶液的突跃点在19.10ml附近。

V_终＝19.10+0.10×25(25+50)＝19.13ml

根据Hg²⁺+2OH^-＝HgO↓+H₂O

C₁×V₁＝2C₂×V₂

C₁-氢氧化钠的浓度(mol/L)，

V₁-氢氧化钠的体积(ml)

C₂-二价汞离子(Hg²⁺)的浓度(mol/L)，

V₂-二价汞离子(Hg²⁺)的体积(ml)

所以，二价汞离子(Hg²⁺)浓度应为：C₂＝C₁×V₁÷2V₂

C₂＝0.01043×19.13÷2×10＝0.009565mol/L

回收率＝C₁÷C＝95.71％

例3

用移液管移取0.001mol/L的Hg²⁺溶液100ml，用浓度0.01mol/L的氢氧化钾溶液滴定，数据记录见表2：(pH-10B酸度计)

表2(pH-10B酸度计)

通过表2作ΔE/ΔV-V图如图2，由图2可知曲线中最低点为19.20ml。

通过表2用二级微商法确定V_终如下：浓度为0.01mol/L的氢氧化钾溶液滴定0.001mol/L的Hg²⁺溶液的突跃点在19.20ml附近。

V_终＝19.20+0.2×14.5(14.5+17.5)＝19.29ml

根据Hg²++2OH^-＝HgO↓+H₂O

C₁×V₁＝2C₂×V₂

C₁-氢氧化钾的浓度(mol/L)，

V₁-氢氧化钾的体积(ml)

C₂-Hg²⁺溶液的浓度(mol/L)，

V₂-Hg²⁺溶液的体积(ml)

所以，Hg²⁺浓度应为：C₂＝C₁×V₁÷2V₂

C₂＝0.01036×19.29÷2×100＝9.9922×10^-4mol/L

回收率＝C₁÷C＝99.98％

例4

本发明的可靠性与准确性

分别取0.01mol/L的二价汞离子(Hg²⁺)标准溶液10ml(含20.0480mg Hg²⁺)两组用浓度0.01mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定。仪器分别为自动电位滴定装置DZ-2型和pH-10B酸度计，数据记录见表3：

本发明方法的可靠性以相对标准偏差表示

相对标准偏差＝(标准偏差/算数平均值)×100％

本发明方法的准确度用回收率表示

回收率＝(试样测定值/标准值)×100％

表3可靠性与准确性

由以上数据可知，测定结果随着仪器设备的精度不同是不同的，但其精确度和准确性完全可以满足本法的要求。

Claims (3)

1.一种用于测定水溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法，该方法包括以下步骤：

(1)分别配制0.1mol/L和0.01mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，并对其进行标定；

(2)分别配制0.01mol/L和0.001mol/L的Hg²⁺溶液；

(3)用移液管取0.01mol/L的Hg²⁺溶液10ml，采用DZ-2型自动电位滴定装置，以浓度为0.01mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液滴定；以体积、ΔV、电位E、ΔE、ΔE/ΔV-V、Δ²E/ΔV²-V为参数制作表格；

(4)在表格中寻找0.01mol/L氢氧化钠溶液或氢氧化钾滴定相应浓度Hg²⁺的Δ²E/ΔV²＝0的突跃点，即ΔE/ΔV-V曲线最高点或最低点所对应的体积，Δ²E/ΔV²-V曲线中Δ²E/ΔV²＝0处所对应的体积，确定出滴定的终点V₂；

(5)由公式C₂＝C₁×V₁/2 _V2计算出Hg²⁺浓度，

其中：

C₁-氢氧化钠(钾)浓度(mol/L)，

C₂-Hg²⁺浓度(mol/L)

V₁-氢氧化钠(钾)体积(ml)

V₂-Hg²⁺溶液体积(ml)

回收率＝C₁÷C＝95.71％。

2.根据权利要求1所述的用于测定水溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法，上述操作中所使用的DZ-2型自动电位滴定装置采用pH复合电极作为指示电极。

3.根据权利要求1所述的用于测定水溶液中Hg²⁺含量的电位滴定法，当试样中Hg²⁺含量低于20μg/mL时，采用标准添加法来进行测试。

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