电位滴定仪在锅炉水质检测中的应用方案
摘要：锅炉水质分析包括给水样品和锅炉水样品两种。他们对应的分析项目分别是：前者需要测量 pH 值和
电导率值，测定总碱度和氯离子的含量，以及总硬度的测定等；后者测量 pH 值和电导率值，测定酚酞碱度
和甲基橙碱度和氯离子、亚硫酸根离子的含量等。通过合理的设计滴定分析的步骤，优化滴定分析的方法，
只需要 1 个样品就能完成多个分析项目的测量，极大地提高了分析速度和效率，完全实现了全自动化的滴
定分析，充分体现电位滴定仪自动化的优势；同时滴定结束后的后续废水处理的量也得到了大幅度降低。
关键词：锅炉、水质分析、电位滴定仪、T70、Rondo 15
由于水在锅炉循环系统中所经历的过程不同，可分为原水、锅炉补给水、给水、锅炉水和冷却
水等。水质好坏对锅炉的寿命和热传递效果非常关键，在当前广泛推广节能降耗的情况下，严格进
行水质分析是节能降耗的一个重要措施。通常锅炉中水质分析包括给水样品和锅炉中水样品两种。
他们对应的分析项目分别是：给水样品需要测量 pH 值和电导率值，测定总碱度和氯离子（用 Cl-
代替）的含量，以及总硬度（钙离子、镁离子的含量，常用氧化钙的量表示）的测定等；锅炉水样
品测量 pH 值和电导率值，测定酚酞碱度和甲基橙碱度（即氢氧根离子和碳酸根离子含量）和氯离
子、亚硫酸根离子（用 SO32-代替）的含量等。
常规的手工滴定过程中，标准滴定溶液添加的速度、摇晃溶液的程度、终点颜色的观察、玻
璃滴定管刻度读数等都可能给结果带来误差。而使用电位滴定仪则可避免这些人为误差，极大地提
高了分析的质量；而且操作简便，自动化程度高，易于现场测试和实现连续自动监测，精密度优良
的特点，在理化指标的分析中应用非常广泛，如酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、络合滴定、
光度滴定等滴定分析。目前，电位滴定仪已被广泛应用于石化、化工、**、食品、饮料、能源、
环保、科研、教育、各类检测实验室等各种不同的行业和领域。
电位滴定仪是通过传感器（测量电极）测量滴定过程中被测溶液的电动势的变化来确定滴定
终点的滴定分析法。测定的依据是：待测离子的活度与其电极电位之间的关系遵守能斯特方程。
在滴定过程中，随着标准滴定溶液的不断加入，待测离子活度的不断变化导致电极电位 E 不断发生
变化；在滴定到达终点前后，溶液中的待测离子浓度往往连续变化 n 个数量级，引起电极电位的突
跃，此突跃点即化学计量点，也就是滴定反应的终点。
电位滴定仪利用电位的突跃来指示滴定终点，根据突跃点（即化学计量点）对应的标准滴定溶液消耗
量来计算被测物质的含量。
一、仪器设备和化学试剂
1.1，仪器设备
1，梅特勒-托利多（Mettler-Toledo）超越系列天平 XS205
2，梅特勒-托利多（Mettler-Toledo）超越系列自动电位滴定仪 T70
包括：
①，电导率接口板(用 CB 代替)：同时接电导率电极和常规的 pH/mV 测量电极各 1 根
②，常规电极接口板(用 AB 代替)：同时接常规的 pH/mV 测量电极 2 根，或者接常规的 pH/mV
测量电极和极化电极各 1 根
③，DGi111 智能酸碱滴定复合电极（智能电极指，电极头部内置智能芯片，电极一旦与电位滴
定仪相连接，滴定仪能自动识别电极，并能进行智能查找电极，避免电极错误。下同）：测定
和调节 pH 值、碱度（即 OH-，CO32-离子含量）的测定
④，DMi141 智能银量法滴定复合电极：Cl-含量的测定
⑤，InLab® 718 电导率电极：测量溶液的电导率值
⑥，DP 5 光度电极或 Hg141（汞化 DM141）电极或 DC240 复合钙离子选择性电极或 DX240
钙离子选择性电极加 DX200 参比电极：总硬度的测定
⑦，DMi140 智能氧化还原滴定复合电极：SO32-含量的测定
⑧，2 个 SP 250 蠕动泵：分别加 NH3-NH4Cl 缓冲液和铬黑 T 指示剂。
⑨，5 根智能滴定管：分别装 HNO3 标准溶液、AgNO3 标准溶液、NaOH 标准溶液、EDTA
标准溶液和碘酸钾-碘化钾标准溶液共 4 种标准滴定溶液。
3，梅特勒-托利多（Mettler-Toledo） Rondo 15 自动样品进样器
包括：
①，15 位样品转盘：放置分析项目多，需要大体积滴定杯的样品
②，隔膜泵和冲洗单元：每个样品滴定分析后，自动强力喷射 360 度水流（或其他合适的冲
洗试剂）冲洗干净整个滴定系统；还可以用 2 种不同的冲洗试剂分别冲洗滴定系统
③，浸洗滴定杯：滴定系统冲洗干净后，再进入*多 3 种不同的浸洗滴定杯中进行电极的浸
洗活化，*后进入下一个样品进行滴定分析
1.2，仪器设备装置图
图 1：超越系列电位滴定仪 T70 和 Rondo 15 自动样品进样器：在同一个样品中进行多个分析项目的滴定分析
2.2，滴定分析的操作步骤
本文中使用的 Mettler-Toledo 超越系列自动电位滴定仪 T70 完全采用微电脑程序全自动控制滴
定过程、自动计算测量结果，1/20,000 的滴定管分辨率实现标准滴定溶液消耗体积精度可达 0.05 L
（采用 1 mL 的滴定管），分析结果**，速度快捷，可完成各种滴定分析工作。同时仪器完全采
用模块化设计，可以根据需要任意扩展模块和功能（如 T90 可以扩展到同时接 6 根不同的测量电
极和 8 种不同的标准滴定溶液），实现完全的自动化滴定分析。因此，为了提高分析的效率和自动
化程度，对水质分析中的各被测项目，可以根据被测各参数化学反应的性质，将这些分析项目在一
个样品内全部完成。
2.2.1，给水样品的具体滴定分析步骤
采用 Rondo 15 进样器和 250mL 滴定杯，所有的分析项目均可在同一个样品中自动完成。
首先采用 DGi111 智能电极测量溶液的 pH 值；再 InLab® 718 电导率电极测量电导率值；然后
HNO3 标准溶液和 DGi111 智能电极测定总碱度（pH 值 4.2, 全碱度的 pH 值 5.0）；此时溶液的 pH 值为
4.2，正好是 Cl-与 Ag+反应的*佳 pH 值，由 AgNO3 和 DMi141 智能电极进行 Cl-含量测定；*后
NaOH 标准溶液和 DGi111 智能电极调节溶液的 pH 值到 9.5；再通过 2 个 SP 250 蠕动泵分别加 10mL
的 NH3-NH4Cl 缓冲液（可以不加缓冲液，直接通过 NaOH 调节溶液的 pH 到 10.0 即可）和 0.5mL
铬黑 T 指示剂，DP 5 光度电极和 EDTA 标准滴定溶液测量总硬度（注：如果需要，可以测量钙离子和镁
离子分别的含量）。
整个分析过程使用了 4 根电极和 4 种标准滴定溶液，如下图 2 所示。
2.2.2，锅炉中水样品的具体滴定分析步骤
采用 Rondo 15 进样器和 250mL 滴定杯，所有的分析项目均可在同一个样品中自动完成。
首先采用 DGi111 智能电极测量溶液的 pH 值；然后 HNO3 标准溶液和 DGi111 智能电极测定酚
酞碱度（pH 值 8.3）；再 InLab® 718 电导率电极测量电导率值（注：通常的操作过程是首先直接测量样
品溶液的 pH 值和电导率值，再滴定分析酚酞碱度）；再 HNO3 标准溶液和 DGi111 智能电极继续测定甲基
橙碱度（pH 值 4.2）；此时溶液的 pH 值为 4.2，正好是 Cl-与 Ag+反应的*佳 pH 值，由 AgNO3 标
-
电极和碘酸钾和碘化钾标准溶液测定亚硫酸盐离子的含量。
整个分析过程使用了 4 根电极和 3 种标准滴定溶液，如下图 3 所示。
三、测量结果
3.1，滴定分析的结果 1（测定 2 种不同的样品,
3.2，滴定分析的结果 2（测定 2 种不同的样品,
每个重复测定 3 次；参数太多, 省略滴定曲线）
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