- PDF Free Download

Size: px

Start display at page:

Download ""

列江
6 years ago
Views:

1 崑山科技大學環境工程系學生專題製作報告利用光度滴定法測定水中二價銅離子濃度指導教授 : 余慶仁老師專題組員 : 陳冠宇陳信宏鄭維逸楊修旻鍾昀霖學號 : 4990N N N N N003 中華民國 103 年 05 月

3 利用光度滴定法測定水中二價銅離子濃度陳冠宇陳信宏鄭維逸楊修旻鐘昀霖環境工程系摘要本專題之目的係利用含透光度測量之光度滴定單元之滴定儀與指示劑, 以乙烯二胺四乙酸二鈉水溶液滴定定量水中二價銅離子濃度以光度單元測量水溶液之透光度, 在判斷滴定終點較具一致性與準確三種指示劑 Murexide PAN 及 PV 被使用於判斷滴定終點加入 Murexide PAN 或 PV 指示劑均可定量水溶液中的二價銅離子濃度 Murexide 與 PAN 的滴定曲線在滴定終點瞬間變化大而 PV 的滴定曲線在滴定終點變化和緩以 Murexide 定量二價銅離子濃度受鈣離子與鎂離子干擾, 而 PAN 與 PV 則受鈣離子與鎂離子之干擾效應小另避免體積稀釋效應, 滴定終點之 EDTA 體積宜為被滴定溶液體積的 4% 以下關鍵字 : 光度滴定法, 二價銅離子, 指示劑, 基質干擾 I

4 Determination of Concentration of Cupric Ions by Photometric Titration Chen Sin-Hong Chen Guan-Yu Cheng Wei-I Jong Yun-Lin Yang Siou -Min Department of Environmental Engineering Abstract The objective of this undergraduate study is to determine concentration of cupric ions by photometric titrations. Photometric titrations were conducted by employing an indicator, an automatic titrator having a light transmittance measurement unit, and disodium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The advantage of measuring light transmittance is that it can locate the titration endpoint consistently and accurately. Three indicators were employed in this study: Murexide, PAN and PV. The three indicators are capable of quantitatively determining the cupric ion concentration. The shape of the titration curves of Murexide and PAN at the endpoint region change drastically. On the contrary, the shape of the titration curve of PV at the endpoint region change rather flatly. Using Murexide to deterimine the cupric ion concentration is affected seriously by the presence of calcium and magnesium ions. The interference of calcium and magnesium ions on PAN and PV is much weaker. To prevent the dilution effect on the light transmittance, due to the increase of sample volume by adding EDTA to the sample, the added EDTA volume at the endpoint should be less than 4% of the original sample volume. Keyword: Photometric titrations, cupric ion, indicators, matrix interference II

5 目錄頁數中文摘要 I 英文摘要 II 目錄表目錄圖目錄 III V VI 一緒論二原理比耳定律光度滴定二價銅離子離子錯合反應與指示劑光度滴定設備三實驗實驗藥品儀器設備溶液配製四實驗步驟自動滴定儀操作與實驗 III

6 4.1.1 光度單元操作步驟滴定主機 (AUT 501) 操作步驟 PH 計 (TOA HM-30) 之操作步驟紫外光可見光光譜儀 (Labomed UV-VIS Double) 操作步驟 --14 五結果與討論指示劑之吸光度乙烯二胺四乙酸之二鈉 ph 值鈣離子鎂離子六結論七參考文獻 IV

7 表目錄表 3-1 實驗使用之藥品表 5-1 三種指示劑在五個不同波長之淨吸光度差異表 5-2 三種指示劑加入二價銅離子水溶液之 ph 值及不同波長之淨吸光度表 5-3 三種指示劑在五個不同波長之淨吸光度差異表 5-4 EDTA 與 Murexide 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度表 5-5 EDTA 與 PAN 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度表 5-6 EDTA 與 PV 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度表 5-7 鈣離子對指示劑吸光度造成之影響表 5-8 鎂離子對指示劑吸光度造成之影響 V

8 圖目錄圖 2-1 典型之光度滴定曲線圖 2-2 指示劑 murexide 之化學結構圖 2-3 指示劑 PAN 之化學結構圖 2-4 指示劑 PV 之化學結構圖 2-5 探棒式光度計之結構圖圖 3-1 TOA 自動滴定儀包括 AUT-501 與 ABT-511 滴定控制器圖 3-2 脫泡噴嘴 ( 上方棕色 ) 與光度滴定單元用浸入式探棒 ( 黑色 ) 圖 3-3 紫外光與可見光光譜儀 Labomed Spectro UV-VIS Double 圖 3-4 精密天平 Precisa 125A 圖 3-5 PH 計 TOA HM 圖 4-1 安裝濾光片入光度滴定單元 (TOA-DKK FUT3010) 圖 5-1 指示劑 Murexide 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈現之顏圖 5-2 指示劑 PAN 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈之顏色圖 5-3 指示劑 PV 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈現之顏色 VI

9 圖 5-4 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-5 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-6 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-7 以 MEDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2mg/L 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-8 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-9 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-10 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-11 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-12 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l VII

10 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-13 以 M EDTA 滴定二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ) 之滴定終點判定, 加入之指示劑為 PAN 3.0mL( 左 ) 及 PV 0.5 ml( 右 ) 圖 5-14 以 MEDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-15 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-16 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-17 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-18 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-19 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml VIII

11 一緒論滴定係以已知濃度的標準物溶液滴加入含待測物之未知溶液, 利用標準物與待測物產生化學反應及該化學反應之計量關係, 定量待測物之濃度所謂滴定終點 ( 又稱當量點 ) 係未知溶液含有之待測物與滴加入之標準物已反應完全耗盡滴定終點之抵達常以人眼判定..由未知液的顏色於終點時產生明顯變化 ; 或加入指示劑, 於終點時, 指示劑產生明顯顏色變化滴定已廣泛運用化學分析與相關科學及工程技術領域, 例如, 在環境檢測分析, 滴定已運用於酸度鹼度溶氧硬度化學需氧量等分析顏色係物質吸收可見光造成之現象, 因此滴定終點之抵達亦可利用儀器如光度計, 測定未知液之吸光性質 ( 吸光度或透光度 ) 的變化, 予以判定若在滴定過程測量未知溶液的吸光度或透光度的變化, 以判定滴定終點及定量未物濃度的方法稱之為光度滴定 (photometric titration)[1,2,3,4] 光度滴定需待測物標準物或者產物, 三者其中之一需能吸收可見光, 方能決定滴定終點若三者均不吸收可見光時, 亦可加入可吸收可見光之適當指示劑於未知液中, 以指示劑之吸光度或透光度, 因滴定終點之抵達而產生變化, 而決定滴定終點 [1,2,3,4] 光度滴定除可用於吸收可見光之物質, 亦可使用於吸收紫外光之物質銅係為重金屬元素, 常運用印刷電路基板與電鍍工業生產製程, 具有經濟價值然而工業生產過程所產生之廢污常含相當量之二價銅離子, 由於二價銅離子極具毒性, 在環境中易遷移, 除污染水源及土壤, 亦造成生物病變與破壞生態系統, 因此定量工業廢污與各類水體之二價銅離子濃度是必須的常見二價銅離子濃度的定量方法有紫外線 - 可見光吸收光譜儀法原子化光譜法 ( 包括吸收放射或螢光 ) 以及原子化質譜儀法等 [1,2,3,4] 二價銅離子濃度亦可利用指示劑配合螯合劑以光度滴定的方法予以定量本專題之目的係利用含透光度測量之光度滴定單元之滴定儀與指示劑, 以乙烯二胺四乙酸二鈉 ( 簡稱 EDTA) 水溶液滴定含二價銅離子之待測水樣, 以定量二價銅離子濃度 ; 亦即結合 EDTA- 指示劑滴定法與可見光光度計法兩個方法定量水中的二價銅離子濃度以光度單元測量水溶液之透光度, 在判斷滴定終點較具一致性此外, 光度滴定法具有簡易, 較經濟之潛在優點 1

12 二原理 2.1 比耳定律若一束波長的平行光以入射光功率 P 0, 射入含待測物之溶液而該溶液厚度為 b cm, 而溶液濃度為 c, 該束平行光通過 b cm 厚度含待測物溶液後之光功率 P, 則溶液之吸光度 (absorbance) A 與溶液濃度 c 及溶液厚度 b 具有下列關係式 [1,2,4,5]: A = b c 此即比耳定律, 其中 A 為待測物溶液對波長平行光的吸光度 ; 為待測物溶液對波長的莫耳吸光係數 (molar absorptivity, 單位為 L mol -1 cm -1 );b 為溶液厚度又稱光程長度 ( 單位 :cm);c 為溶液濃度 ( 單位 : mol/l)[5] 吸光度 A 定義為 A = -log 10 (T) 其中 T 為透光度, 透光度常以百分率 (%), 其定義為 T = P/P 0 100% 比耳定律常運用定量分析係基於吸光度 A 與溶液濃度 c 成正比之關係 [5] 2.2 光度滴定在滴定過程測量待測物溶液對特定波長的光之吸光度 A 或透光度 T 的變化, 以判定滴定終點及定量待測物濃度的方法稱之為光度滴定 [1,2,3,4] 光度滴定需待測物標準物或者產物, 三者其中之一需能吸收光且遵循比耳定律, 方能決定滴定終點光度滴定常以光度滴定曲線之方式呈現, 光度滴定曲線為待測物溶液之吸光度或透光度隨標準物滴加體積之變化情形此吸光度的變化係來自待測物產物或標準物對選定波長的光之吸收數種典型光度滴定曲線如圖 2-1 所示, 圖中 A P T 分別表示待測物產物與標準物之莫耳吸光係數若前述物質之莫耳吸光係數大於零表示該物質吸收波長的光 ; 反之, 莫耳吸光係數等於零表示該物質不吸收波長的光 [1,2,4] 光波長的選擇會影響光度滴定曲線之形狀..若使用標準物會吸收的波長之光而且待測物及產物不吸收該波長的光, 所得滴定曲線如圖 2-1(a) 圖 2-1(b) 是僅產物會吸收所選擇波長的光所得的滴定曲線圖 2-1(c) 是僅待測物吸收所選擇波長的光所得的滴定曲線因此執行光度滴定, 光波長的選擇會造成不同形狀的滴 2

13 定曲線在圖 2-1(d) (f) 的光度滴定曲線類型, 是由具有吸收光的待測物標準物以及產物所構成之不同組合而得到的滴定曲線圖 2-1 的滴定曲線之滴定終點則位於滴定曲線上兩條不同斜率直線外插交點 ( 以 E 表示 ) 因此欲清楚判定滴定終點, 滴定曲線之滴定終點前後之吸光度與滴加體積的斜率值宜應具有明顯差異 [1,2] E E E E E E 標準物滴加體積 V S 圖 2-1 典型之光度滴定曲線 A P T 分別代表待測物產物與標準物之莫耳吸光係數, 滴定終點則以 E 表示由於標準物滴加入待測物溶液, 待測物溶液體積增加, 因此對待測物濃度產生稀釋效果 [1,2,4,6] 設 V 為待測溶液之原體積,V S 為標準物之添加體積 ; 若欲降低此稀釋效應, 理想滴定終點之標準物滴加體積宜應遠小待測物溶液之原體積 (V>>V S, 即微量添加, 例如,V S 小於 4% 的 V), 因此光度滴定特別適合體積大但低濃度之待測物溶液但若標準物滴加體積 V S 過多, 稀釋效果明顯, 則必須對測得之吸光度 A 進行修正, 即將測得之吸光度 A 乘 (V+V S )/V[1,2,4] 對於微量添加之光度滴定, 若待測物產物與標準物均不吸收光時, 可加入可吸收光之適當指示劑於待測物溶液中, 以指示劑之吸光度, 在抵達滴定終點時, 產生明顯且足量之變化, 如此可清楚地標定滴定終點 ; 其滴定曲線形狀及滴定終點位置則類似圖 2-1(b) 與 (c) 另對於部分適宜之指示劑, 因在滴定終點之吸光度變化甚距, 體積稀釋效果對滴定終點影響輕微 ( 即標準物不拘限於微量添加 ) 此外, 若待測物溶液存有不參與滴定化學反應之基質, 這些基質可能產生截距式干擾 ( 即增減吸光度背景值 ) 或對吸光物種之吸光度產生斜率式干擾 ( 即改變吸光物種之莫耳吸光係數 )[6], 對於微量添加之光度滴定, 這兩種基質干擾僅會變化滴定 3

14 曲線形狀或數值, 但對滴定終點位置並不影響 2.3 二價銅離子離子錯合反應與指示劑欲定量未知水溶液中的二價銅離子濃度, 可利用乙烯二胺四乙酸二鈉鹽 ( 簡稱 EDTA), 因 EDTA 具有未鍵結之多對電子 ( 氧與氮原子 ), 可與二價銅離子反應產生鍵結且其化學計量關係為 1:1, 即一個二價銅離子只與一個 EDTA 反應產生一個錯合物 [3]: Cu 2+ + EDTA = [Cu 2+ -EDTA] [Cu 2+ -EDTA] 之吸光峰在波長 750 nm, 莫耳吸光係數約 30 L mol -1 cm -1 ( 水溶液 ph 值約等於 5)[6] 欲定量未知二價銅離子濃度可直接以 EDTA 標準液滴定未知溶液, 其滴定曲線形狀如圖 2-1(b) 所示本專題則以加入適當指示劑於未知液的方式, 使二價銅離子與指示劑產生反應, 水溶液顏色即呈現二價銅離子與指示劑反應所得產物之顏色以 EDTA 滴定此未知液, 因 EDTA 對二價銅離子的鍵結能力強過二價銅離子與指示劑的鍵結能力, 二價銅離子即與 EDTA 產生鍵結反應當所有二價銅離子與 EDTA 反應鍵結後, 水溶液顏色則變回原來指示劑之顏色 ; 亦即當顏色變回指示劑之顏色時, 即為滴定終點利用滴定當量相等的概念, 可求得未知水溶液中的二價銅離子濃度本專題使用三種指示劑 : Murexide, 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol ( 簡稱 PAN) 及 pyrocatechol violet ( 簡稱 PV), 其結構分別列於圖 2-2 圖 2-3 與圖 2-4 適宜的指示劑需具有下列條件包括 :(a) 適當的水溶解度與化學穩定性,(b) 指示劑需能與二價銅離子鍵結,(c) 在滴定終點, 指示劑之吸光度產生明顯變化且易於判定,(d) 吸光度不易受常見基質及 ph 值之干擾圖 2-2 指示劑 murexide 之化學結 4

係常見印刷電路與電鍍工業之清洗廢水之濃度值 [7,8] 此外鈣離子(Ca 2+ ) 鎂離子(Mg 2+ ) 為水中常見之陽離子且會與 EDTA

15 圖 2-3 指示劑 PAN 之化學結構圖 2-4 指示劑 PV 之化學結構銅金屬常運用印刷電路基板與電鍍工業, 係為具有經濟價值材料印刷電路與電鍍工業廢水因此常含有重金屬 Cu 2 + 離子, 本研究採用實驗室配置之二價銅離子溶液, 其濃度範圍為 11~80mg/L, 係常見印刷電路與電鍍工業之清洗廢水之濃度值 [7,8] 此外鈣離子(Ca 2+ ) 鎂離子(Mg 2+ ) 為水中常見之陽離子且會與 EDTA 錯合, 也可能與指示劑反應因此本專題亦測定鈣離子 (Ca 2+ ) 鎂離子(Mg 2+ ) 是否對這三個指示劑之吸光度產生干擾, 以了解指示劑的選擇性與適當吸收波長 5

16 2.4 光度滴定設備常見市售濾光片型光度計與分光光譜儀均可運用於光度滴定另亦有改裝分光光譜儀或者光度計, 讓滴定容器可以固定在光的路徑中, 進行光度滴定另一種方式則是使用浸入式探棒浸入待測物溶液中 [1,2] 圖 2-2 是一種市售浸入式探棒, 係使用光纖將鎢絲燈光源發射出之原始可見光輸送至光纖末端與反射鏡面之間的溶液層然後將由探棒底端鏡面反射之返回可見光, 以另一條光纖輸送經濾光片抵達偵檢器 [1,2] 探棒係以防腐蝕材質( 如不鏽鋼或耐酸鹼塑膠等 ) 製造本專題使用之浸入式探棒 (TOA FUT3010) 與圖 2-2 之結構類似本專題將使用前述浸入式探棒配合主機 TOA AUT501 自動滴定儀執行滴定與透光度測量光度滴定曲線形狀受到使用光波長的影響已如前述圖 2-1 所示選用光波長則利用濾光片過濾鎢絲燈光源所發射的不同波長的光, 僅讓所選用光波長通過通常對於一種新的分析實驗測試, 會需要使用掃描式分光光譜儀測定待測物溶液的吸收光譜由所得吸收光譜, 光度滴定所選用的濾光片波長是吸收光譜具有最大吸光度值之波長但若有基質干擾情況發生時, 可選擇非最大但仍具一定吸光度值的波長的光進行光度滴定, 將基質干擾影響降至最低本專題使用紫外線可見光分光光譜儀 (Labomed Spectro UV-VIS Double) 測定前述三個指示劑 (Murexide, PAN, PV) 在波長及 630nm 的吸光度變化圖 2-5 探棒式光度計之結構圖 6

17 三實驗 3.1 實驗藥品本專題所採用的藥品的中英文名稱化學式分子量及製造商詳列於表 3-1 本實驗所用之試劑水為去離子超純水表 3-1 實驗使用之藥品英文名稱化學式中文名稱分子量製造廠商或經銷商 murexide C8H8N6O6 紅紫尿酸銨 284 Panreac 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol ( 簡稱 PAN) C15H11N3O 1-(2- 吡啶偶氮 )-2- 萘酚 249 WS Simpson pyrocatechol violet ( 簡稱 PV) C19H14O7S 苯二酚紫 Panreac ethylenediamine tetraacetic acid Disodium salt dihydrate EDTA- 二鈉鹽乙烯二胺四乙酸之二鈉鹽 ( 含兩個結晶水 ) 關東化學株式會社 Copper sulfate CuSO4 5H2O 五個結晶水之硫酸納 Panreac 氯化鎂 ( 含 magnesium chloride MgCl2.6H2O 六個結晶 Panrec 水 ) Calcium carbonate CaCO3 碳酸鈣 100 Merck 7

3.2 儀器設備本專題使用之儀器設備包括自動滴定儀及附屬設備包括光度滴定單元 (TOA AUT-501

Spectro UV-VIS Double) 如圖 3-3, 精密電子天秤 (Precisa 125A) 如圖

量筒安全吸球磁石磁石攪拌器圖 3-1 TOA 自動滴定儀包括 AUT-501 主機 ( 左 ) 與

18 3.2 儀器設備本專題使用之儀器設備包括自動滴定儀及附屬設備包括光度滴定單元 (TOA AUT-501 ABT-511 光度滴定用探棒) 如圖 3-1 與圖 3-2, 紫外光與可見光光譜儀 (Labomed Spectro UV-VIS Double) 如圖 3-3, 精密電子天秤 (Precisa 125A) 如圖 3-4,PH 計 (TOA HM30) 如圖 3-5 玻璃器皿與常見化學實驗用器具包括量管燒杯錐形瓶漏斗量筒安全吸球磁石磁石攪拌器圖 3-1 TOA 自動滴定儀包括 AUT-501 主機 ( 左 ) 與 ABT-511 滴定控制器 ( 右 ) 圖 3-2 脫泡噴嘴 ( 上方棕色 ) 與光度滴定單元用浸入式探棒 ( 黑色 ) 8

19 圖 3-3 紫外光與可見光光譜儀 Labomed Spectro UV-VIS Double 圖 3-4 精密天平 Precisa 125A 9

20 圖 3-5 PH 計 TOA HM 溶液配製 (1) EDTA M 取 4.65 g EDTA 置於 500 ml 量瓶中, 加試劑水至刻度 (2) murexide 指示劑溶液取 0.04g murexide 置於 50 ml 燒杯中, 加試劑水 25 ml (3) PAN 指示劑溶液取 g PAN 置於 50 ml 燒杯中, 加水 25 ml 試劑水, 等約一小時或更長至固液分層, 再加 10 ml 之乙醇, 並靜置約 24 小時, 使用時取上層澄清液 (4) PV 指示劑溶液取 0.04 g 之 murexide 置於 50 ml 燒杯中, 加試劑水 25 ml (5) 鈣離子 (Ca 2+ ) 水溶液 400 mg/l 取 0.5g CaCO3 置於燒杯中緩緩加 1+1 鹽酸水溶液 ( 體積 1:1 的鹽酸與試劑水混合 ) 至完全溶解, 再加二段水至 200 ml, 以 0.1N NaOH 水溶液緩慢調整到 ph=5.64, 倒入 500 ml 量瓶中, 加試劑水至刻度 (6) 鎂離子 (Mg 2+ ) 水溶液 400 mg/l 取 1.67 g MgCO3.6H2O (S) 置於燒杯中緩緩加 1+1 鹽酸水溶液 ( 體積 1:1 的鹽酸與試劑水混合 ) 至完全溶解, 再加去離子水 200mL, 以 0.1N NaOH 水溶液緩慢調整到 ph=6.21, 倒入 500 ml 量瓶中, 加試劑水至刻度 (7) 二價銅離子 (Cu 2+ ) 水溶液 10 g/l 取 4.04 g CuSO4.5H2O (S), 置於 100 ml 量瓶中, 加試劑水至刻度 (8) 二價銅離子 (Cu 2+ ) 水溶液 80 mg/l 取 8 ml 的 10 g/l 之硫酸銅水溶液, 置於 1000 ml 量瓶中, 加試劑水至刻度 10

21 四實驗步驟 4.1 自動滴定儀操作與實驗光度單元操作步驟 1. 選擇適當波長之濾光片並安裝入光度滴定單元 FUT3010 內 : 濾片為更換方式, 安裝時, 插更換式濾片於本體左側面的濾片插口處, 以固定螺絲鎖緊更換濾片時, 弄鬆濾片固定螺絲, 拔取下濾片, 安裝欲使用的新濾片並鎖緊, 如圖 4-1 所示, 可使用濾光片之波長為及 630 nm 圖 4-1 安裝濾光片入光度滴定單元 (TOA-DKK FUT3010) 2. 將光度滴定單元 FUT3010 裝入自動滴定儀主機 AUT-501 內 : 光度滴定單元的裝卸, 務必在儀器電源 OFF 的狀態下實行先轉動與卸下主機 AUT-501 右側面的封蓋的手轉螺絲再將光度滴定單元插入此處, 並且鎖上上下兩個手轉螺絲 3. 將浸入式探棒連接光度滴定單元 : 將探棒兩端接頭插入於光度滴定單元的 FIBER1 與 FIBER2, 並以螺絲固定 4. 開啟自動滴定儀主機 AUT-501( 如下節所述 ) 並熱機分鐘 5. 將自動滴定儀主機 AUT-501 螢幕的主畫面的電極 CH 數值改為 3( 光度滴定 ), ph 計測定電極則為 1 或 2 其次, 調整電極電位之單位為 % 6. 光度單元之歸零 (ZERO) 調整 : (1) 調整光度滴定單元的 ZERO 紐成 ON (2) 使用螺絲起子, 調整 ZERO ADJ., 使畫面的電位顯示成為 -1.0~ +1.0% 之間之數值 7. 光度單元之全範圍 (SPAN) 調整 : (1) 將單元的 ZERO 開關調整為 OFF 11

22 (2) 將探棒浸潰於純水的燒杯內並確認探棒前端的空洞是否有氣泡如有氣泡存在, 應將探棒左右晃動去除氣泡 (3) 待電位指示值安定後, 調整 SPAN ADJ. 至 90.0~110.0% 之間的數值每次更換濾片後, 請務必重新作 ZERO 調整 SPAN 調整滴定主機 (AUT 501) 操作步驟 1. 先將 AUT-501 主機插頭插入電源, 其次開 AUT-501 主機的開關 ( 於主機背面 ) 2. 此時 ABT-511 滴定控制器的押軸會降至下端, 然後上升停止此時, 主機螢幕會顯示主畫面 (READY 畫面 ), 可進行滴定或各機能參數的設定 3. AUT-501 主機的鍵盤功能如下 : STAT/STOP 鍵 : 滴定的開始或停止 F1~F5 鍵 : 各種機能處理 1~3 鍵顯示畫面上電極 CH 的切換鍵 : 顯示畫面上電極電位單位的切換 PURGE 鍵 : 試藥的吐出吸引 FEED 鍵 : 送印紙 4. 由標準滴定試劑瓶取下, 置入標準滴定試劑, 然後蓋上皮栓 5. 將脫泡噴嘴插入吐出液塑膠管內, 把吐出液塑膠管前端放入燒杯等容器中 6. 確認吐出液塑膠管置於燒杯中後, 把脫泡噴嘴向上, 排除空氣閥中的空氣 7. 依照以下操作鍵, 充填標準滴定試液 : 按 PURGE 鍵, 顯示 CH No.1= 設定噴出次數 ( 通常為 3 次填充 ), 按 ENTER 鍵, 顯示 CH No.1= 動作中 ( 反覆所設定次數滴定的吐出吸引的動作 ), 噴射動作完了後, 回到主畫面噴射動作中, 如欲終止時, 按 START/STOP 鍵 8. 確認吸量器液管脫泡噴嘴的空氣是否完全排除如果吸量器內的押軸凹部處殘留器泡時, 請取下吸量器橫或縱搖晃, 去除空氣然後再次的實行 1 次噴射操作, 完全排除空氣 9. 在實行測試前, 有必要選擇其測試上所使用的測試類型最初的檢體測試時, 有必要設定測試條件在無變更設定的情況下, 開電源後亦無須再重做設定 10. 未知液的滴定 : 欲滴定未知試液, 可以下列方法實行測試 : (1) 按 F1 鍵選擇第 1 項, 選擇滴定型 ( 型號 No.21~50), 此型上用者可自由設定全部的滴定參數 (2) 按 F1 鍵選擇第 2 項滴定條件, 依未知液之性質調整下列滴定參數 : Mode No. = 滴定型號 Comment = 註解滴定內容 Method = 滴定方法 Electrode Ch. = 電極頻道 (Ch1 至 Ch3) Burt Ch. = 滴定控制器頻道 ( 最多 10 台 ) Tit Step = 滴定段數 12

23 Tit Unit = 滴定單位 (1~12) Vald. D. 1 = 有效微分值 Cont. P. 1 = 終點判斷開始點 Del. C. = 注入量控制點 Int. T. = 等待時間 Int. S. = 等待感受 Fast Titiration = 快速滴定 Pred. (Unit) = 預備注入量 Max. I. = 最大滴加量 Max. V.= 最大注入量 Conc. Calc. = 濃度計算 ft = 滴定試藥的係數 Cl = 滴定試藥的規定度 B = 空白試驗滴定量 (3) 按 F2 鍵選擇第 2 項, 輸入未知液的重量或體積 11. 將磁石放入未知液中, 並置於磁攪拌器上面, 並起動攪拌 12. 將脫泡噴嘴置於未知液上方滴定, 探棒的玻璃封套與鏡面部分則須完全沒入 13. 按 START/STOP 鍵執行未知液的滴定標準滴定試液是否至已設定的最大注入量, 滴定時的電位到達所設定的滴定停止點時會自動停止 14. 滴定終了後, 如欲測試結果的再分析, 可按 F3 鍵選擇第 1 項 15. 按 PRINT 鍵, 將所有的數據列印出來, 尋出當量點附近最大微分值, 設定其最大微分值約 1/2 的數值為有效微分值 ( 如有 2 段以上的滴定時, 應其滴定段數, 按 1~5 的順序設定有效微分值 ) 16. 按 F1 鍵選擇第 2 項, 將有效微分值輸入至 Vald.D.1 後, 再按 F3 鍵會顯示滴定終點滴定過程中, 如欲終止時, 按 START/STOP 鍵 4.2 PH 計 (TOA HM-30) 之操作步驟 I. 溫度測定校正 ( 當 ph 計顯示之溫度與溫度計測得溫度差異大時 ) 1. 以溫度計測量待測溶液溫度, 記錄該溫度, 取 ph=4.01,6.86,9.18 或之標準緩衝溶液, 確認待測溶液溫度與標準緩衝溶液水溫相同 2. 將 ph 電極沒入其中一種緩衝溶液中, 界面小孔與薄膜需沒入液面下 3. 按 MENU, 至 Temp. Calib. Executing, 按 Enter 4. 以箭頭調整至 Temp. Cal. Init. 按 Enter, 再以箭頭調整至 on, 按 Enter 5. 以箭頭調整至 Temp. Cal. 按 Enter, 再以箭頭調整至 Thermometer, 利用箭頭調整至測得之溶液溫度值, 按 Enter II. 自動溫度校正 (ATC) 1. 按 MENU, 以箭頭調整至 PH MEAS. SETTING, 按 Enter 13

24 2. 以箭頭調整至 Temp. Comp. 按 Enter, 再以箭頭調整至 ATC, 按 Enter, 按 ESC 兩次回主畫面 3. 取 ph=4.01,6.86,10.01( 或 9.18) 之標準緩衝溶液, 將 ph 電極沒入其中一種緩衝溶液中, 界面小孔與薄膜需沒入液面下 4. 等 ph 值穩定, 按 CAL 約 2 至 4 秒, 直至螢幕出現 Now Calibrating, 然後出現 End of Calibration, 即表示該 ph 值校正完成 5. 重複步驟 3 至步驟 4, 直至 ph 計被標準緩衝溶液校正 III. ph 計之人工校正 1. 按 ESC, 以箭頭調整至 PH MEAS. SETTING, 按 Enter 2. 以箭頭調整至 Temp. Comp. 按 Enter, 再以箭頭調整至 MTC, 按 Enter 3. 以箭頭調整至 MTC SET 按 Enter, 再以箭頭調整至溶液溫度, 按 Enter 4. 按 ESC 至 PH Manual Calibration, 按 Enter, 進入後, 先按 FUNC2(CLEAR) 5. 以箭頭調整, 選擇欲校正之標準緩衝溶液, 確定 ph 值穩定後, 按 FUNC4(EXECUTE), 當 End of Calibration 出現, 即表示該 ph 值校正完成 6. 將 ph 電極移出並清洗, 再將 ph 電極沒入另一種標準緩衝溶液中, 並確定溶液溫度未變 7. 重複步驟 15 至步驟 16, 直至 ph 計被標準緩衝溶液校正, 按 ESC 兩次, 回主畫面 IV. 待測溶液 ph 值之溫度效應修正 1. 按 MENU, 以箭頭調整至 PH MEAS. SETTING, 按 Enter 2. 以箭頭調整至 Temp. conv. 按 Enter, 再以箭頭調整至 On, 按 Enter 3. 以箭頭調整至 Coefficient 按 Enter, 再以箭頭調整至欲設值 ( 如 0.001), 按 Enter 4. 以箭頭調整至 Conv. Ref. Temp. 按 Enter, 再以箭頭調整至欲報告之溫度 ( 如 25 或設定為溶液溫度 ), 按 Enter, 按 ESC, 回主畫面 5. 將 ph 電極沒入待測溶液中, 界面小孔與薄膜需沒入液面下, 待穩定, 所顯示之 ph 值即為待測溶液在欲報告之溫度的 ph 值 4.3 紫外光可見光光譜儀 (Labomed UV-VIS Double) 操作步驟 1. 將光譜儀之插頭接上電源並開打機 ( 開關按紐於儀器背面左下方 ) 2. 開機後, 光譜儀會自我測試檢查 (system self test) 約等 5 分鐘 3. 若正常, 選擇 1,Photometric Measurement 4. 按 GO 並輸入欲測定之波長值先讀取試劑水吸光度, 再讀未知液吸光度 5. 光譜儀的鍵盤功能如下 : ENTER: 執行 STAT/STOP 鍵 : 開始或停止 ATZO: 自動歸零 GO : 選擇之波長 14

25 CE: 取消 RETURN: 回至上一層畫面五結果與討論 5.1 指示劑之吸光度表 5-1 為紫外光可見光光譜儀測定三種指示劑分別加入 50 ml 試劑水之 ph 值以及在五個不同波長之淨吸光度 ( 扣除試劑水之吸光度 ) 三種指示劑有在下列波長有較強之吸收 : Murexide 在 530 nm,pan 在 450 nm, 而 PV 也在 450 nm 若將三種指示劑分別加入 50 ml 濃度 80 mg/l 的二價銅離子水溶液, 所測得之 ph 值以及在五個不同波長之淨吸光度 ( 扣除試劑水之吸光度 ), 如表 5-2 所示圖 5-1 圖 5-2 與圖 5-3 比較 Murexide PAN 及 PV 分別加入水與二價銅離子水溶液所呈現之顏色表 5-3 將表 5-2 與表 5-1 之淨吸光度 ( 即加入指示劑之吸光度扣除未加之吸光度 ) 的差異值, 此即二價銅離子造成吸光度變化值在三種指示劑,PAN 在 550 nm 的淨吸光度差異最大 (0.604),PV 在 530 nm 及 550 nm 的淨吸光度差異最大 (0.30), 而 Murexide 則在 450 nm 的淨吸光度差異最大 (0.183), 因此以 PAN 淨吸光度變化最大理想的測量波長至少必須滿足以 EDTA 滴定二價銅離子水溶液至當量點, 應能使吸光度回復至與表 5-1( 試劑水 ) 相似表 5-1 三種指示劑加入試劑水之 ph 值及不同波長之淨吸光度指示劑指示劑加入體積 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm Murexide 1.0 ml PAN 3.0 ml PV 0.5 ml 表 5-2 三種指示劑加入二價銅離子水溶液之 ph 值及不同波長之淨吸光度指示劑指示劑加入體積 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm Murexide 1.0 ml PAN 3.0 ml PV 0.5 ml

26 圖 5-1 指示劑 Murexide 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈現之顏色圖 5-2 指示劑 PAN 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈之顏色圖 5-3 指示劑 Murexide 加入試劑水 ( 右 ) 與二價銅離子水溶液所呈現之顏色 16

27 表 5-3 三種指示劑在五個不同波長之淨吸光度差異指示劑 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm Murexide PAN PV 乙烯二胺四乙酸之二鈉鹽表 5-4 表 5-5 與表 5-6 為紫外光可見光光譜儀測定 0.025M 乙烯二胺四乙酸之二鈉鹽 (EDTA) 加入體積 50 ml 含不同成分水溶液之 ph 值以及在五個不同波長之吸光度加入 EDTA 後, 續加入三種指示劑之體積為 1.0 ml Murexide( 表 5-4), 3 ml PAN( 表 5-5) 及 0.5 ml PV( 表 5-6) 表 5-4 顯示, 加入 EDTA 使 ph 值變酸且加入 2.0 ml EDTA 時, 非常鄰近當量點體積 (2.1 ml), 含二價銅離子水溶液在 450 nm 之吸光度與試劑水在 450 nm 之吸光度相同, 表示對於 Murexide 而言, 加入足量 ( 例如 5 ml) 之 EDTA 與二價銅離子反應, 可使 Murexide 之吸光度回復或接近無二價銅離子 ( 試劑水 ) 之吸光度, 因此 450 nm 為理想之測定波長, 不受 EDTA 之干擾表 5-5 與 5-6 顯示, 加入 5 ml EDTA 使 ph 值變酸且通過當量點, 含二價銅離子水溶液 550 nm 之吸光度與試劑水在 550 nm 之吸光度相近因此以 PAN 與 PV 為指示劑時, 可以 550 nm 為光度滴定波長, 而 Murexide 為指示劑時, 則以 450 nm 為光度滴定波長表 5-4 EDTA 與 Murexide 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度水溶液成分 EDTA 加入體積 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm 試劑水 0.0 ml mg/l Cu ml mg/l Cu ml 指示劑 Murexide 加入之體積為 1.0 ml 17

28 表 5-5 EDTA 與 PAN 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度水溶液成分 EDTA 加入體積 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm 試劑水 0.0 ml mg/l Cu ml mg/l Cu ml 指示劑 PAN 加入之體積為 3.0 ml 表 5-6 EDTA 與 PV 加入不同成分水溶液之 ph 值及不同波長之吸光度水溶液成分 EDTA 加入體積 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm 試劑水 0.0 ml mg/l Cu ml mg/l Cu ml 指示劑 PV 加入之體積為 0.5 ml 圖 5-1 圖 5-2 及圖 5-3 係以 Murexide 為指示劑以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 20.8 mg/l 與 40.0 mg/l 所得在波長 450 nm 的透光度曲線 ( 上 ) 以及透光度對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ) 以 Murexide 為指示劑之透光度曲線在接近滴定終點時, 透光度上升變化極快, 當通過滴定終點即變化非常和緩, 近似直線 ; 即在滴定終點時, 透光度對滴定體積的一次微分值最大表 5-3 顯示 Murexide 的靈敏度是三個指示劑最小的, 雖透光度曲線之變化量僅約 3%, 但透光度曲線之變化情形足以區分出滴定終點以 PAN 為指示劑 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 20.8 mg/l 與 40.0 mg/l 所得在波長 550 nm 的透光度曲線 ( 上 ) 以及透光度對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ), 如圖 5-4 圖 5-5 及圖 5-6 所示整條曲線之透光度變化量介於 10-20% 之間以 PAN 為指示劑之透光度曲線在接近滴定終點時, 透光度上升變化極快 ; 當通過滴定終點即變化非常和緩, 近似直線, 此滴定行為與 Murexide 相似, 滴定終點之一次微分值最大另與其他兩個指示劑比較,PAN 的水溶性非常小, 雖添加乙醇可提高溶解度, 但以指示劑加入二價銅離子溶液時, 常會造成懸浮固體析出而影響透光度測定 18

圖 5-4 以 0.025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.

29 圖 5-4 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-5 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-6 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 19

30 圖 5-7 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-8 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-9 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 20

圖 5-10 以 0.025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-11 以 0.025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.

025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度分別為 11.2 mg/l 20.8 mg/l 與 40.

31 圖 5-10 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-11 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 20.8 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-12 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-10 圖 5-11 及圖 5-12 係以 PV 為指示劑以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度分別為 11.2 mg/l 20.8 mg/l 與 40.0 mg/l 所得在波長 550 nm 的透光度曲線 ( 上 ) 以及透光度對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ) 不同於 Murexide 及 PAN,PV 之透光度曲線從滴定開始, 透光度即快速上升, 然後漸趨和緩, 當通過滴定終點時, 透光度即幾乎近似直線 ; 整條透光度曲線之透光度變化量約 10-20% 由圖 5-4 至圖 5-12 所得之滴定終點 ( 例如圖 5-13 所示為 PAN 與 PV 之滴定終點判定 ), 依化學計量求得之二價銅離子濃度與配置濃度相同或接近另二價銅離子濃度不可過高, 以避免 EDTA 滴加體積過多, 稀釋效應會造成滴定終點不易判 21

定 ; 滴定終點之 EDTA 體積宜為被滴定溶液體積的 4% 以下指示劑 : PAN 透光度曲線透光滴定終點 (0.40 ml) 度指示劑 : PV 透光度曲線透光滴定終點 (0.40 ml) 度 EDTA 滴定體積 (ml) EDTA 滴定體積 (ml) 圖 5-13 以 0.025 M EDTA 滴定二價銅離子濃度 11.

32 定 ; 滴定終點之 EDTA 體積宜為被滴定溶液體積的 4% 以下指示劑 : PAN 透光度曲線透光滴定終點 (0.40 ml) 度指示劑 : PV 透光度曲線透光滴定終點 (0.40 ml) 度 EDTA 滴定體積 (ml) EDTA 滴定體積 (ml) 圖 5-13 以 M EDTA 滴定二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的透光度曲線 ( 上 ) 之滴定終點判定, 加入之指示劑為 PAN 3.0mL( 左 ) 及 PV 0.5 ml( 右 ) 5.3 ph 值因 EDTA 為弱酸, 滴定會改變二價銅離子溶液之 ph 值, 比較表 5-4 表 5-5 與表 5-6 加入不同 EDTA 體積所測得之 ph 值, 加入 EDTA 使二價銅離子溶液之 ph 值由 4~5 降低至約 3, 但對吸光度並無太大的影響因此在本專題的反應條件, ph 值對吸光度測量干擾微弱圖 5-14 及圖 5-15 係以 Murexide 為指示劑以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度分別為 11.2 mg/l 與 40.0 mg/l 所得之 ph 值曲線 ( 上 ) 以及 ph 值對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ) 圖 5-16 及圖 5-17 係以 PAN 為指示劑以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度分別為 11.2 mg/l 與 40.0 mg/l 所得之 ph 值曲線 ( 上 ) 以及 ph 值對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ) 圖 5-18 及圖 5-19 係以 PV 為指示劑以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度分別為 11.2 mg/l 與 40.0 mg/l 所得之 ph 值曲線 ( 上 ) 以及 ph 值對滴加 EDTA 體積之一次微分曲線 ( 下 ) 因滴加之 EDTA 均少於 2.5mL, 因此, 圖 5-14 至圖 5-19 所得之 ph 值變化範圍均小於表 5-4 表 5-5 與表 5-6 所列 22

圖 5-14 以 0.025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.

33 圖 5-14 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-15 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 Murexide 1.0 ml 圖 5-16 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 23

圖 5-17 以 0.025 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.

34 圖 5-17 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PAN 1.0 ml 圖 5-18 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 11.2 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 圖 5-19 以 M EDTA 滴定體積 50 ml 二價銅離子濃度 40.0 mg/l 所得的 ph 值曲線 ( 上 ), 加入指示劑 PV 0.5 ml 24

35 5.4 鈣離子由於水體常含有鈣離子且與指示劑反應因此本專題測定鈣離子是否對這三個指示劑之吸光度產生干擾, 以了解指示劑的選擇性表 5-7 為三個指示劑加入體積 50 ml 含 64 mg/l 鈣離子水溶液之 ph 值以及在五個不同波長之吸光度比較表 5-7 與表 5-1( 三種指示劑在試劑水的淨吸光度 ) 可發現, 鈣離子與 Murexide 在波長 450 nm 有明顯的淨吸光度 (0.105, 吸光度減去試劑水背景值 0.085), 當 murexide 與二價銅離子與鈣離子共存時, 吸光度為 0.234( 即約有 44% 來自鈣離子 ) 亦即鈣離子對 Murexide 在波長 450 nm 明顯的干擾因此以 EDTA 滴定時, 測得光度曲線將包括因鈣離子與 Murexide 解離, 與 EDTA 產生錯合反應所造成吸光度改變值 PAN 與鈣離子在波長 550 nm 的淨吸光度弱 (0.017) 且 PAN 在 550 nm 的淨吸光度弱 (0.026),PAN 與鈣離子在此波長, 兩者幾乎互不作用當 PAN 與二價銅離子與鈣離子共存時, 吸光度為 0.707( 淨吸光度主要來自二價銅離子 ) 亦即鈣離子對 PAN 在波長 550 nm 干擾極弱對波長 550 nm 的吸光度, 相類似情形亦發現於 PV 因此, 鈣離子對 PAN 與 PV 在波長 550 nm 干擾弱, 而對 Murexide 干擾較大表 5-7 鈣離子對指示劑吸光度造成之影響加入指示劑溶液成分 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm 無 64 mg/l Ca Murexide 1.0 ml 64 mg/l Ca mg/l Ca mg/l Cu PAN 3 ml PV 0.5 ml 64 mg/l Ca mg/l Ca mg/l Cu mg/l Ca mg/l Ca mg/l Cu

36 5.5 鎂離子由於水體亦含有鎂離子且與指示劑反應因此本專題亦測定鎂離子是否對這三個指示劑之吸光度產生干擾表 5-8 係 Murexide 與 PV 加入體積 50 ml 含 64 mg/l 鎂離子水溶液之 ph 值以及在五個不同波長之吸光度比較表 5-8 與表 5-1( 三種指示劑在試劑水的淨吸光度 ) 可發現, 鎂離子與 Murexide 在波長 450 nm 有明顯的淨吸光度 (0.092, 即吸光度減去試劑水背景值 0.066), 當 murexide 與二價銅離子與鎂離子共存時, 吸光度為 0.271( 即約有 34% 來自鎂離子 ) 亦即鎂離子對 Murexide 在波長 450 nm 明顯的干擾因此以 EDTA 滴定時, 測得光度曲線將包括因鎂離子與 Murexide 解離, 與 EDTA 產生錯合反應所造成吸光度改變值 PV 與鎂離子在波長 550 nm 的淨吸光度弱 (0.043) 且 PAN 在 550 nm 的淨吸光度弱 (0.050),PV 與鎂離子在此波長, 兩者幾乎互不作用當 PV 與二價銅離子與鎂離子共存時, 吸光度為 0.335( 淨吸光度主要來自二價銅離子 ) 亦即鎂離子對 PV 在波長 550 nm 干擾極弱表 5-8 鎂離子對指示劑吸光度造成之影響加入指示劑溶液成分 ph 值 450 nm 500 nm 530 nm 550 nm 630 nm 無 64 mg/l Mg Murexide 1.0 ml 64 mg/l Mg mg/l Mg mg/l Cu PV 0.5 ml 64 mg/l Mg mg/l Mg mg/l Cu

37 六結論本專題利用含透光度測量之光度滴定單元之自動滴定儀與三種指示劑, 以乙烯二胺四乙酸二鈉水溶液滴定含二價銅離子之待測水樣, 以定量二價銅離子濃度滴定結果顯示三種指示劑 Murexide PAN 或 PV 均可定量水溶液中的二價銅離子濃度 Murexide 與 PAN 的滴定曲線在滴定終點附近瞬間變化大, 而 PV 的滴定曲線在接近滴定終點區域變化較和緩 Murexide 定量二價銅離子濃度易受鈣離子與鎂離子干擾, 而 PAN 與 PV 則受鈣離子與鎂離子之干擾效應小另避免體積稀釋效應影響透光度, 滴定終點之 EDTA 體積宜為被滴定溶液體積的 4% 以下 27

38 七參考文獻 1. Skoog, D. A., Holler, F. J., Crouch, S. R., Principles of Instrumental Analysis (6th Ed.), Chapter 14, Brooks/Cole-Thomson Learning, CA, U.S.A. (2007). 2. 方嘉德譯, 儀器分析精華版, 第六版, 滄海書局, 臺中市 (2007) 3. Kolthoff, I. M., Sandell, E. B., Meehan, E. J., Bruckenstein, S., Quantitative Chemical Analysis (4th Ed.), Chapter 61, Macmillian, NY (1969). 4. Willard, H. H., Merritt, Jr., L. L., Dean, J. A., Settle, Jr., F. A., Instrumental Methods of Analysis (7th Ed.), Chapter 7, D. VanNostrand Company, NY (1988). 5. 劉興鑑孫逸民陳玉舜趙敏勳和謝明學, 儀器分析, 第五章, 全威圖書公司, 新北市 (2007) 6. 余慶仁, 添加樣品分析, 技術學刊, 第 29 卷, 第 1 期, 第頁 (2014) 7. 經濟部工業局, 印刷電路板製造業水污染防治技術, 中技社, 台北市, 第頁 (1994) 8. 經濟部工業局, 電鍍業廢棄物資源化案例彙編, 中技社, 台北市, 第頁 (1996) 28

SW cdr

SW cdr 1~2 3 4 5~6 7~8 9~10 11 12 13 14 15 16~18 16 16 17 17 18 18 18 19 19 19 20 21 22 23~26 23 24 24 25 26 27 27 27 : 110V 1 110V 110V 15A 2 3 23 24 4 ( ) 5 6 1 2 26 20 l 1 7 3 4 5 15 17 18 12 7~13 6 ~ 8 ~