数字化滴定分析仪

1． 引言　　作为一国工业现代化发达程度标志之一的精密仪器仪表产业，目前正经历着第二次跳跃（跨越）发展。第一次是从模拟式测量到数字化智能型高精度、高稳定性的数字化测量、运算分析、诊断、以及控制等功能的跨越发展。早在几年前工业网络及数字化在线分析器在过程自动控制中的应用，就已经率先在以石油和煤炭为主的能源工业，以钢铁、化工为主的原材料及化肥工业的流程上开展起来，并取得了令人鼓舞的成果。最近全国化肥行业会议已经形成决议，推荐建立我国自己的行业现场总线和网络通讯标准。这标志着我国工业过程生产自动化已经开始第二次跳跃，向以通讯为基础的网络化、信息化方向发展：具有检测、监控、信息传输特征的数字化仪器已经成为集监、管、控综合功能为一体的监管控网络系统最前端的网络神经元。这种网络化分布式智能计算系统以其高效率、大信息量、高度实时性之优势发展十分迅速，通过网络利用数字在线监测设备所提供的信息，实时掌控现场实时情况（数据/信息），已成为ERP体系中的重要资源并因此而迈进信息化阶段。　　2． 数字化在线分析器在现代工业过程自动控制领域的作用及国内外现状　　2.1 作用　　为了了解这个作用有必要简略介绍工业过程自动控制的思想及其体系结构。工业流程自动化这一过程经近半个世纪的发展使现代生产在降低生产成本、控制产品质量、提高生产效率、减少能源消耗、充分利用企业资源以满足产品品种变化，质量不断提高等方面取得很大成绩，而作为在线气体分析仪器被纳入这个系统，除了上述这些因素以外，还有生产过程的安全监测，生产过程所造成或产生的污染情况的监测，这些对现代工业生产来说都需要实时性的检查与控制。工业流程自动控制系统的发展到目前大体形成如下图所表示的企业一级的体系结构。 　 图1: 一个现代工业自动化过程控制体系结构　　　现代流程制造企业的监督、管理与控制从技术实现方面考察，从下往上有三个主要层次：　　1）FCS/DCS层，即现场总线网络层　　2）MES层，即制造执行管理系统或生产执行系统层　　3）ERP层，即企业资源规划层即高层管控层　　FCS层是自动化最底层的现场控制器、现场数字化智能仪器设备互连的实时监测控制通讯网络，是全数字式的连接，它遵循ISO的OSI开放系统的互连参考模型的全部或部分通讯（握手）协议。这一层所完成的主要工作是：将总线上传输的信号按照“信息公路交通规则”进行编码、解码，转换、甄别、纠错、分配等等；由于其历史的原因，DCS接纳的在线仪器可以是数字式的也可以是模拟量输出的。当前一个发展趋势是FCS被部分或大部分纳入到DCS中，替换其信号获取的方式，现场进行大量的底层运算从而对风险较低的分布式计算模式的发展有极大促进。　　MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品和服务质量。不仅适用于众多的基础产业，还有如家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药等行业，能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。目前不论是国外还是国内，都在大力发展MES以提高企业竞争力。　　ERP层在于对一个生产段内部，或由数个生产段构成的一个完整的生产流程段，乃至整个企业进行资源的最优化管理，使其得到更加高效率的合理的使用。　　作为要连入FCS的在线分析器的主要工作是：将物理信号转变成数字信号并对其进行转换、处理、运算、分析、编码存储、编码传输等，并对这个分析计算设备本身进行自适应调节，自整定，自标定以及检查报警、识别故障，记录状态并报告等等，要满足这些，在线分析仪器必须是数字化的，因为信息量的增大以及FCS结构的要求就是信息的全数字化流通。　　这种系统结构有效地解决了DCS的结构性问题：在很大程度湖广泛的范围内化解了分布式控制集中式运算对系统的所承受的集中性风险，使中枢神经尽可能地避开这种风险。　　图2展示了一个具有现场总线接口能力的数字化在线气体分析器接入工业自动监控网络体系。 图2 具有现场总线接口能力的数字化在线气体分析器接入工业自动监控网络　　2.2 目前国内外数字化在线分析器的现状　　诸如流量、压力、位移等数字化在线智能测控仪表等目前国际上已进入比较成熟的阶段，国内发展则十分迅速，但是数字化气体在线分析仪器在这方面的发展在我国却相对滞后。　　1、国外一般情况　　上个世纪80年代末90年代初开始，几个主要的国外在线分析器生产厂家如SIEMENS、ABB、ROSEMOUNT、YOKOGAWA、SICK│MAIHAK等将数字化的在线分析仪器打入中国市场。这些产品都是数字化产品，大部分具有数据通讯和网络通讯能力。其一般特点如下： 　　A） 对采集信号进行数字运算和分析；　　B） 测量信号的输出表达均呈线性特性； 　　C） 测量信号屏幕直读，均有传统的模拟信号输出；　　D） 具有数字补偿功能，有些是自动的，有些需要人工进行；　　E） 有较强的自诊断能力；　　F） 功能很强的通讯能力，通常的RS232/485等，也有网络或总线输出；　　2、国内情况　　目前国内有不少生产在线气体分析器的厂家，投入市场的数字式的在线分析器也有不少品种。模拟量输出如20mA的电流环路输出是必备的，相当一部分产品具有RS232或485串行口输出能力，但掌握的资料而言，目前只有北分瑞利集团北分麦哈克公司一家的产品具有现场总线接口能力。　　导致目前这种状况的主要原因据了解有这样几个：　　1、国内许多过程工业现场的条件不具备，很多仪器都是模拟量的，同时工业网络的建立需要一定的投资，建立、完善，这需要时间和资金的持续支持，这对国内众多中小型企业来说，呈现出较大的困难。工厂的设备更新改造不但需要资金、技术等的支持，对它也有一个认识过程，为这种设备更新的未来预期收益所投入的成本与所能得到的收益对企业来讲总是比较模糊而且这种收益并非能100%保证，如果不是对生产或安全有重大影响的情况时企业下这个决心有很大难度；　　2、仅有这种功能的仪器但没有其运行的平台即较为成熟的工业网络也发挥不了作用，从而延缓甚至在一定程度上阻滞了仪器设备生产厂商的开发动力。虽然随着国外先进的成套设备的引进，仪器与平台安装并运行而且显现出很好的运行效果，但由于其价格偏高，使得众多用户想装备但也望而却步；　　3、另一方面，国内DCS近一二十年的发展已经相对成熟，能够较顺利地将模拟仪器的输出纳入到工业网络系统中去，一部分用户并不急于更新提高，这更使供货商在这方面的投入意念不强，动力不足。　　但是，发展是持续的而且是快速的。工业现代化产生成果的同时所带来的负面效应日益明显，更大地降低能源和原材料消耗，更严格地控制污染（排放），更加安全地生产等，使得国际现场总线技术及流程现场装备的发展势头十分迅猛，国内一些基础产业如能源、材料等工业领域早几年也已经开始运用，并且产生了良好效果，越来越多的工业部门认识到这些是现代工业过程自动化生产的重要目标和要求之一，是一个必然的发展趋势，而作为体现并实现这一思想的现场总线及其满足这一要求的在线分析器设备是促进并推动过程工业自动化向更高程度发展的必须具备的物质条件，为适应这种发展北京北分瑞利集团北分麦哈克公司推出了具有这种功能的产品。其更进一步的内容稍后还有介绍。

[align=center][font='宋体'][size=16px][color=#000000]利用光谱滴定技术研究铬黑T指示剂变色数字化表征及滴定终点判定[/color][/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=16px][color=#000000]汪海波[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]1[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]吕萍萍[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]1[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，关朝亮[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]1[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]王宗莹[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]1[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]张玥[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]1[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]李佳琪[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]2[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，张悦[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]2[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，王飞[/color][/size][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]2[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][sup][size=16px][color=#000000]*[/color][/size][/sup][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=16px][color=#000000]（1.绥芬河海关[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]综合技术中心[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]，绥芬河 157399；[/color][/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=16px][color=#000000]2.[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]秦皇岛海关技术中心，秦皇岛[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000] 066000[/color][/size][/font][font='宋体'][size=16px][color=#000000]）[/color][/size][/font][/align][align=center][/align]摘要:采用光谱滴定技术对铬黑T指示剂的变色情况进行了研究。对滴定过程中铬黑T的变色进行了数字化的表征，并建立了色度值的滴定曲线。利用色变曲线进行了图形化的分析，确定了滴定终点的判定方法。通过与目视滴定法比较滴定终点体积，验证了光谱滴定法终点判定的可靠性。关键词：光谱滴定；铬黑T；色空间表征；色变曲线；滴定终点。中图分类号：O657.3 文献标识码：A[align=center][font='times new roman'][size=16px]T[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]he digital characterization of chromic black T indicator and determination of titration end point were studied by spectrometric titration technique[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=13px]WANG[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]Hai[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]-[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]Bo[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]L[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]V[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]P[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]in[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]g-Ping[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],GUAN Chao-Liang[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]WANG Zong-Ying[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px] ,[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]ZHAGN Yue[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],LI Jia-Qi[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],ZHAGN Yue[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px],WANG Fei[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][/align][align=center](1. [font='times new roman'][size=13px]Comprehensive Technology Center of Suifenhe Customs [/size][/font][font='times new roman'][size=13px], [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]Suifenhe[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] 157399,[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]China[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] 2.[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]Technology Center of Qinhuangdao Customs [/size][/font][font='times new roman'][size=13px], [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]Qinhuangdao[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] 066000,[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]China[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px])[/size][/font][/align][font='times new roman']ABSTRACT：[/font][font='times new roman']The discoloration of chromium black T indicator was studied by spectrometric titration. The chromaticity change of chrome black T during titration was digitally characterized and the titration curve of chromaticity value was established. The determination method of titration end point is determined by graphic analysis of color curve. By comparing the end point volume of titration with visual titration, the reliability of end point determination of spectral titration is verified. [/font][font='times new roman']Key words: [/font][font='times new roman']spectral titration Chromium black T Color space representation Color curve Titration endpoint[/font].[font='times new roman'] [/font]铬黑T是一种络合指示剂，常被用于络合滴定法测定金属离子。例如各类标准方法GB 5009.92-2016 食品安全国家标准 食品中钙的测定GB/T 7477-1987 水质 钙和镁总量的测定 EDTA滴定法、GB/T 7476-1987 水质 钙的测定 EDTA滴定法、GB 8538、GB/T 5750、HJ、GB/T 15452-2009 工业循环冷却水中钙、镁离子的测定 EDTA滴定法等[font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1-6[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]。铬黑T在pH8~11范围的溶液中本身显示蓝色，与金属离子络合物显示酒红色，当滴入EDTA后，金属离子逐步被络合，当接近化学计量点时，已与铬黑T络合的金属离子被EDTA夺出释放出指示剂，这样就引起溶液颜色的变化。在实际测定工作中对滴定终点的颜色变化判定是采用人工目视法，其过程受测定环境、光源及人的颜色分辨能力等许多方面的影响，在现有的利用铬黑T指示剂测定金属离子的标准方法中未见规定色评价条件及人员相关能力要求。可见光光谱滴定技术[font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]7[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]（Visible Spectral Titration Technology，以下简称VSTT）是近年研究并应用于实际测量中的一种新型技术，其原理是利用同步滴定反应过程中每一测量周期的光谱数据[font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]7[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]，计算出数字化、图形化的色变曲线，与加入试剂参数对应后，可全程描述颜色的改变，使变色域的测量从主观方法变为客观的仪器方法，全程可量值溯源，去除了人为干扰[font='times new roman'][sup][size=13px][8][/size][/sup][/font]。VSTT法不改变指示剂变色原理、无接触性传感器、不干扰反应过程、滴定终点信号清晰，全程数值化、图形化，应用前景非常广阔。目前，国内外尚未有VSTT法在铬黑T指示剂应用领域的报道，本文对此进行了研究探索。[align=left][font='times new roman'][size=13px]1实验部分[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px]1.1主要仪器与试剂[/size][/font][/align]光谱滴定仪：SX-03型，秦皇岛水熊科技有限公司[font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]8-10[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]。梅特勒托利多电子天平XP205；德国宾德恒温干燥箱M53等。EDTA-2Na(优级纯)：0.02mol/L(按GB601-2016配制)。氨缓冲溶液（pH=10）：将67.5g氯化铵(NH[font='times new roman'][sub][size=13px]4[/size][/sub][/font]Cl)溶于300 mL 蒸馏水中,加570 mL 氢氧化铵 (ρ[font='times new roman'][sub][size=13px]20[/size][/sub][/font]=0.90g/mL),用水稀释至1000mL。铬黑T（分析纯）:10g/L。[align=left][font='times new roman'][size=13px]1.2实验方法[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px]1.2.1光谱滴定仪测量参数[/size][/font][/align]设定光谱滴定仪的测量参数，光谱范围380 nm～780 nm，△λ=5 nm，光程10 mm，采样频率200 ms，积分周期20ms，滴定速度0.1 mL/min～5 mL/min，搅拌速度300 rpm，常温。[align=left][font='times new roman'][size=13px]1.2.2测量方法[/size][/font][/align]将光谱滴定仪用去离子水调空白为明度L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]=100，红-绿色品指数a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]=0，黄-蓝色品指数b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]=0。按GB 601-2016中4.15.1.2.2条标定乙二胺四乙酸二钠的方法,配制锌标准溶液移入光谱仪反应器中，并调节pH值、加入氨-氯化铵缓冲液和铬黑T指示剂，用光谱滴定仪自动滴定至过量，同时做空白试验。[align=left][font='times new roman'][size=13px]2结果与讨论[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px]2.1[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]滴定过程中铬黑T颜色变化[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]与吸光度[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]关系[/size][/font][/align]将光谱滴定仪测得的吸光度与波长数据导出作图分析，见下面图1和图2。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459394330_8277_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图[/color][/size][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]1滴定过程吸光度变化三维曲面图[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG. 1 Three-dimensional surface diagram of absorbance change during titration[/align][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459394651_5263_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图[/color][/size][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]2滴定过程吸光度变化等高图[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG. 2 Contour diagram of absorbance change during titration[/align]通过图1和图2可以看出，在滴定终点（滴定分数a=1为滴定终点）前后，最大吸光波长有明显改变。在滴定终点之前，溶液主要吸收550nm附近的绿光显紫红色；在滴定终点之后，溶液主要吸收620nm附近的橙光显蓝色。光谱滴定仪测定的结果与实际情况相符。整个滴定过程的最大吸收波长具体可见图3。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459397562_3064_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图[/color][/size][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]3滴定过程最大吸收波长[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG. 3 Maximum absorption wavelength during titration[/align][align=left][font='times new roman'][size=13px]2.2[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]滴定过程中铬黑T颜色变化的数字表征[/size][/font][/align]根据可见光光谱滴定技术对滴定过程中溶液颜色进行测量将测得的颜色按照CIE1976（L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]）均匀色空间进行表示，获得色度值参数明度L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]、红-绿色品指数a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]、黄-蓝色品指数b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]与滴定分数a的关系，见图4。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459398979_5830_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图4色度值滴定曲线[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG.4 chromaticity titration curve[/align]根据图4，在滴定过程中红-绿色品指数a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]有明显的变化，而明度L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]和黄-蓝色品指数b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]，变化并不明显。将滴定过程中所有点的色度值在CIE1976（L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]）均匀色空间中画出，得到图5。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459400033_9661_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图[/color][/size][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]5 [/color][/size][/font][font='times new roman'][size=13px][color=#000000]CIELAB[/color][/size][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]色空间轨迹[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG.5 color space locus[/align]在图5中，滴定过程中溶液颜色从图中左侧的紫红色到右侧的蓝色，在滴定轨迹的两侧滴定点较多，而中间滴定终点处滴定点较少，可以看出滴定的突变明显。[align=left][font='times new roman'][size=13px]2.[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]3滴定曲线选取与滴定终点的判定[/size][/font][/align]根据上面图4，选取在滴定过程中有明显变化的红-绿色品指数a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]做滴定曲线，见图6。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459399534_5291_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图6红-绿色品指数[/color][/size][/font][font='times new roman'][size=13px][color=#000000]a[/color][/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px][color=#000000]*[/color][/size][/sup][/font][font='宋体'][size=13px][color=#000000]的滴定曲线[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG.6 Titration curve of red-green index [font='times new roman'][size=13px][color=#000000]a[/color][/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px][color=#000000]*[/color][/size][/sup][/font][/align]在图6中可以看出，曲线呈S形状，在滴定终点处有明显的转折，通过计算最小滴定体积所造成的红-绿色品指数a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]的变化可得△a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]/△V,用△a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]/△V做滴定曲线可得图7。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011459400715_2603_5524933_3.jpeg[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=13px][color=#000000]图7滴定曲线[/color][/size][/font][/align][align=center]FIG.7 Titration curve[/align]在图7中得到一呈尖峰的曲线，其峰最大值对应滴定终点。[align=left][font='times new roman'][size=13px]2.[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]4光谱滴定法与目视滴定法测得的滴定终点比较[/size][/font][/align]以铬黑T指示剂，用光谱滴定法和目视滴定法按GB 601-2016用0.02mol/L和0.05mol/L的EDTA 标准溶液标定25mL0.02014mol/L的锌标准溶液，测得的终点体积见表1。[align=center]表1 两种方法滴定终点体积结果[/align][align=center]TAB.1 Titration end volume results of the two methods[/align][table][tr][td=1,2][align=center][/align][/td][td=2,1][align=center][font='times new roman'][size=14px]0.02[/size][/font][size=14px]mol/L的EDTA 标准溶液[/size][/align][/td][td=2,1][align=center][size=14px]0.05mol/L的EDTA 标准溶液[/size][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]目视滴定法[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]光谱滴定法[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]目视滴定法[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]光谱滴定法[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td=1,9][align=center][font='times new roman'][size=14px]终点体积[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=14px]（mL）[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.14[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.21[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.44[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.44[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.13[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.22[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.42[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.41[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.25[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.25[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.34[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.39[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.11[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.18[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.32[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.38[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.27[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.17[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.35[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.42[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.28[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.14[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.38[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.44[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.25[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.25[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.37[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.45[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.23[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.28[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.41[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.40[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.13[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.27[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.35[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.41[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]平均值[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]20[/color][/size][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]25.2[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]2[/color][/size][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.3[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]8[/color][/size][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]10.4[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]2[/color][/size][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]相对标准偏差[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]0.2[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]8[/color][/size][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]0.19[/color][/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]0.3[/color][/size][/font][size=14px][color=#000000]9[/color][/size][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]0.23[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]F检验值[/size][/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]2.09[/color][/size][/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]2.82[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=14px]t检验值[/size][/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]0.71[/color][/size][/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font='times new roman'][size=14px][color=#000000]1.75[/color][/size][/font][/align][/td][/tr][/table][size=14px]通过查表可得F[/size][font='times new roman'][sub][size=14px]0.05(8,8)[/size][/sub][/font][size=14px]=3.44,根据表1中，计算所得F值小于查表值，即两组数据方差齐性无显著性差异。通过查表可得t[/size][font='times new roman'][sub][size=14px]0.05(2,16)[/size][/sub][/font][size=14px]=2.12,根据表1中，计算所得t值小于查表值，即两组数据无显著性差异。在铬黑T指示剂的滴定终点测定中，光谱滴定法测得终点体积与目视滴定法相同，用光谱滴定法可以代替目视滴定法。[/size][align=left][font='times new roman'][size=13px]3结[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]论与讨论[/size][/font][/align]1、利用VSTT技术可以对使用铬黑T指示剂的滴定溶液的颜色变化进行测量，并在CIE1976（L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]a[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]）均匀色空间中进行表征。2、通过分析色度值参数，可以获得滴定过程中铬黑T指示剂颜色变化与滴定分数相关的滴定曲线。利用该滴定曲线可以找出滴定的突变点。3、VSTT技术可以用于铬黑T滴定终点的判定，通过与目视滴定法在EDTA标准溶液标定实验中对比，两种方法获得的滴定终点体积无差别。4、本次实验只选择了有明显的突变的[font='宋体'][size=13px]红-绿色品指数[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]a[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px]，[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]在[/size][/font]VSTT技术中还有其他的色度值参数，如明度L[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font]、黄-蓝色品指数b[font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px]和色差等参数，这些参数是否能判定滴定终点，或是在其他指示剂中可以用于判定滴定终点，还需要更多的研究。[/size][/font]VSTT技术首次用于研究铬黑T指示剂在滴定过程变色情况，获得了数字化表征及滴定终点的自动判定。VSTT法的滴定过程数字化、图形化、终点峰明显，为滴定终点的统一提供了客观的评价手段，该技术也可应用于其它领域。[align=left][font='times new roman'][size=13px]参考文献：[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][1] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB 5009.92-2016 食品安全国家标准 食品中钙的测定[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]1[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]6.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][2] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB/T 7477-1987 水质 钙和镁总量的测定 EDTA滴定法[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]10[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][3] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB/T 7476-1987 水质 钙的测定 EDTA滴定法[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]10[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][4] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB 8538-2016 [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]1[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]6.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][5] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]/T[/size][/font][font='times new roman'][size=13px] 5750.4-2006 [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]0[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]6.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][6] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB/T 15452-2009 工业循环冷却水中钙、镁离子的测定 EDTA滴定法[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]09[/size][/font][font='times new roman'][size=13px].[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][7] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]王飞.化学光谱滴定技术.[M].北京：中国标准出版社，2019.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][8] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]王飞.化学分析用颜色测定仪. ZL201720160799.X. [P].2017-09-19.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][9] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]王飞.化学分析液体颜色[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]CIE1976（[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]L[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px]a[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px]b[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]*[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=13px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]色空间测定方法. ZL201610090735.7. [P].2019-11-19.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][10] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]王飞. 一种反应容器.ZL201720160523.1. [P]. 2018-05-18.[/size][/font][/align][align=left][font='times new roman'][size=13px][11] [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]GB 601-2016 [/size][/font][font='times new roman'][size=13px]化学试剂 标准滴定溶液的制备.[s]北京：中国标准出版社，20[/s][/size][/font][font='times new roman'][size=13px]1[/size][/font][font='times new roman'][size=13px]6.[/size][/font][/align][align=left][/align]

有搞自动滴定分析仪的同行,留些联系方式,多交流一下,光检测法的也好,电位检测也好!但求共同进步!