红岭铅锌矿化验室pH值对EDTA滴定法中测定铅研究与实践

赵晓霞　朱晓辉

摘要：世界铅矿石储量丰富，我国金属铅主要以氧化铅的形式存在。铅矿石易于分解，铅的测定方法主要有滴定法、极谱法、原子吸收光谱法和X荧光光谱法，但以EDTA滴定法最为普遍。文章研究了乙酸-乙酸钠缓冲溶液的pH值对EDTA标准溶液滴定铅的影响，研究结果表明：以二甲酚橙为指示剂用EDTA标准溶液滴定乙酸铅最合适的pH值为5.59。

关键词：红岭铅锌矿；乙酸-乙酸钠缓冲溶液；pH值；滴定终点金属铅；氧化铅 文献标识码：A

中图分类号：P618 文章编号：1009-2374（2017）02-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.068

1 概述

铅矿石作为我公司开发的矿石资源之一，无论从形成到开采及生产分离都需要经过一个漫长而又艰难的过程。化验工作作为矿石流程中的最后的一个程序必须能够提供精准的化验数据，精准的数据可以对公司生产过程中存在的问题及时的反馈与收集，从而有依据地提出一些建议和设想，由此可见化验工作的精准程度将直接影响到公司的发展。要使公司飞速发展，化验工作必须满足工作人员严谨、温度适宜、酸碱度适宜等条件。以下就酸碱度对化验分析的影响做一分析。

2 实验部分

2.1 实验试剂与药品

盐酸（1+1）、硝硫混酸（7+3）、高氯酸、乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH值分别为4.98、5.59、5.89）、抗坏血酸、二甲酚橙指示剂（0.2%）、EDTA（乙二胺四乙酸二钠）标准溶液、蒸馏水。

2.2 实验原理

SO42-+Pb2+=PbSO4

2CH3COO-+Pb2+=（CH3COO-）2Pb

试样在盐酸、硝酸中分解成离子，加入足量硫酸使铅离子与硫酸生成硫酸铅沉淀与其他元素分离，然后再加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液使硫酸铅沉淀溶解生成乙酸铅络合物，加抗坏血酸除去溶液中残留的铁离子，以二甲酚橙为指示剂用EDTA标准溶液滴定。

2.3 实验步骤

称取混合均匀且冷却至室温的矿粉样0.2克左右于250毫升的烧杯中，在记录本上记下原始数据。用少量水润湿，加入15毫升1+1盐酸，盖上表面皿，于电热板上加热待矿样大部溶解加入10毫升硝硫混酸（7+3）及1毫升高氯酸，继续加热至样品呈湿盐状，于室温冷却一分钟左右继续补加5毫升硝硫混酸直至矿石样完全溶解，冷却至室温，用蒸馏水吹洗杯壁及表面皿至溶液体积变为50毫升，于电热板上加热煮沸至烧杯内样品体积约为25毫升。在冷水浴中静止冷却。用中速滤纸过滤，滤纸上即为硫酸铅沉淀（以免硫酸铅沉淀中含有其他元素所以用热的硫酸水洗液洗涤样品14次以上），将硫酸铅沉淀洗入原烧杯中，加入50毫升以上的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中加热至沸于冷水中冷却，并加入约2克的抗坏血酸，待冷却加入2滴二甲酚橙用EDTA标准溶液滴定。经过大量的实验证明，用EDTA标准溶液滴定乙酸铅发现指示剂的变色缓慢很难识别反应什么时候达到终点，因此也导致了很难达到做样的准确率，经过一定的实验研究证明二甲酚橙滴定铅在不同的pH值下颜色变化并非相同，对此下文进行论述。

2.4 实验结果对比与分析

2.4.1 在pH值为4.98的乙酸缓冲溶液中滴定铅。将800毫升冰乙酸、2000克无水乙酸钠配制成缓冲溶液于8000毫升的容量瓶中用蒸馏水定容，由此可得缓冲溶液的pH值。计算公式为：

pH=PKa-log（酸）+log（碱） （1）

≈4.98

在pH值约为4.98的缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂用EDTA标准溶液滴定铅的管理样，指示剂颜色由红色转变为淡黄色，多年来化验室使用的这种方法颜色转变缓慢，不宜调整滴定量，导致很难识别铅的滴定终点，增大了做样难度，降低了工作效率。按照以往方法记录我单位铅管理样的实际结果为47.59%，EDTA标准溶液滴定度为2.2550。

实验数据如下：当铅管理样重量分别为0.1998、0.1945、0.1937、0.1897、0.1999、0.2003、0.2009，消耗EDTA标准溶液数量分别为41.7、41.35、40.7、40.25、42.75、41.65、42.85，分析结果分别为47.06、47.94、47.38、47.85、48.22、46.89、48.10。

由上述实验数据对比分析可知，在pH值为4.98的缓冲溶液中滴定铅的管理样结果与实际结果偏差较大，不利于各项工作的顺利进行，而导致结果分析偏差较大的主要原因就是滴定终点不容易识别。

2.4.2 在pH值为5.59的乙酸缓冲溶液中滴定铅。为改变以往滴定终点不易识别的缺陷，现尝试将缓冲溶液PH值改变后进行实验。将10毫升冰乙酸，100克无水乙酸钠及蒸馏水配制1000毫升成乙酸-乙酸钠缓冲溶液，由式（1）可知此溶液的pH值约为5.59。现使用在pH值为5.59的缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定铅的管理样，发现观察终点时颜色由红色转变为亮黄色，转变极为明显，且通过实验证明，在此溶液中用EDTA标准溶液滴定铅的管理样，发现铅管理样的品位与不同科研所所给的结论特别吻合，数值十分接近。实验数据如下：当铅管理样重量分别为0.2001、0.2003、0.1998、0.1999、0.1998、0.1999、0.2000、0.2003、0.2006，消耗EDTA标准溶液数量分别为42.20、42.25、42.15、42.15、42.17、42.14、42.20、42.25、42.25，分析结果分别为47.56、47.57、47、57、47.55、47.59、47.54、47.58、47.46、47.49。

通过以上大量实验数据可以得出在此缓冲溶液中滴定铅，数值比较稳定，且与标准数值十分接近，很大程度上改变了目前存在的终点难把握等问题，故改变缓冲溶液的pH值可以解决目前存在的滴定难等问题。但是是否无限大地提高pH值就更加有利于滴定呢？下面我们继续增加pH值。

2.4.3 在pH值约为5.89的乙酸缓冲溶液中滴定铅。通过以上实验，说明提高缓冲溶液的pH值，可以改变滴定铅溶液时终点难确定的难题。但是否pH值越大越好，我们还需实验证明。现假设再度提高缓冲溶液的pH值，观察是否会是滴定实验更加准确、稳定。将10毫升冰乙酸，200克无水乙酸钠及蒸馏水配制成1000毫升乙酸-乙酸钠缓冲溶液，由式（1）可知此溶液的pH值约为5.89。现使用在pH值为5.89的缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定铅的管理样，发现观察终点时颜色由红色转变为亮黄色，未发生明显改变。

实验数据如下：当铅管理样重量分别为0.2001、0.2005、0.1996、0.1994、0.1990、0.1999、0.2000、0.2000、0.2010，消耗EDTA标准溶液数量分别为42.25、42.25、42.15、42.10、42.06、42.14、42.20、42.21、42.35，分析结果分别为47.61、47.52、47.62、47.61、47.66、47.54、47.58、47.59、47.51。

通过以上实验，可以得出。在pH值增加到5.89时测定结果与pH值为5.59时大致相同，其稳定程度也基本没有太大变化，故从降本增效方面考虑选择使用pH=5.59的乙酸-乙酸钠缓冲溶液。

3 结语

通过了大量实验及实践使用证明，这次通过改变乙酸-乙酸钠缓冲溶液的pH值来改变铅滴定终点，既节约成本、缩短时间，又减少工作量，彻底改变了以往铅测定过程中的不稳定、不可靠、难识别等难题。新方法的回收率及精密度均能满足分析要求，大大降低了劳动强度，提高了生成效率，节约了成本。

参考文献

[1] 李华昌.常见矿石分析手册[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2] 劉珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3] 黄运显，孙维贞.常见元素化学分析方法[M].北京：化学工业出版社，2008.

作者简介：赵晓霞（1990-），女，内蒙古乌兰察布人，赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司工程师，研究方向：非煤矿山化验。

（责任编辑：秦逊玉）