实验室用水样检测中标准溶液的配制与校准方法

标准溶液是实验室水样检测的“计量基准”，其浓度准确性直接决定了水质指标（如COD、重金属、pH等）检测结果的可靠性。从COD的滴定分析到重金属的ICP-MS测定，从pH计校准到标准曲线绘制，标准溶液贯穿水样检测的全流程。因此，规范的配制与校准方法，是确保水样检测数据精准、可比的核心保障。

实验室水样检测中标准溶液的分类及作用

水样检测常用标准溶液分为两类：基准标准溶液与工作标准溶液。基准标准溶液由基准物质直接配制，浓度精准（相对误差≤0.05%），主要用于校准工作标准溶液或精密仪器；工作标准溶液则是基准溶液稀释后的“实用版”，用于日常样品分析，如COD测定中的重铬酸钾工作液、重金属检测中的铅/镉标准液。

不同水质指标对应不同标准溶液：pH检测需pH缓冲标准液（如pH4.01、6.86）校准电极；COD检测需重铬酸钾标准液（氧化剂）与硫酸亚铁铵标准液（滴定剂）；重金属检测需ICP-MS/AAS专用的元素标准液（如汞、砷）。这些溶液共同构成了水样检测的“量值传递链”，确保结果与国家标准一致。

标准溶液配制前的准备要点

试剂选择需匹配等级：基准溶液必须用基准试剂（如基准无水碳酸钠、邻苯二甲酸氢钾），纯度≥99.95%；工作溶液可用优级纯试剂，但需经基准液校准。例如，氢氧化钠易吸潮，需先配近似浓度再校准。

器皿需清洁与校准：容量瓶、移液管、滴定管需用铬酸洗液浸泡除油污，再用纯水冲洗至无残留；容量瓶需经计量校准（体积误差≤0.1%），避免定容偏差。例如，100mL容量瓶实际体积若为99.8mL，会导致浓度偏高0.2%。

实验用水需达标：基准溶液用一级水（电导率≤0.01mS/m），工作溶液用二级水（≤0.1mS/m）。若用含痕量重金属的水配制铅标准液，会导致空白值偏高，影响检测下限。

基准物质的选择与预处理

基准物质需满足四条件：纯度高（≥99.95%）、稳定性好（不易吸潮/氧化）、摩尔质量大（减少称量误差）、反应定量（有明确终点）。例如，邻苯二甲酸氢钾（M=204.22g/mol）比草酸（M=126.07g/mol）更适合校准氢氧化钠，因称量误差更小。

预处理需干燥至恒重：基准物质需在特定温度下干燥（如无水碳酸钠270-300℃烘2小时，邻苯二甲酸氢钾105-110℃烘1小时），直至两次称量差≤0.2mg。干燥后需置于干燥器中冷却，避免吸潮。

标准溶液的两种配制方法

直接法（基准物质专用）：称取基准物质（如1.2258g无水碳酸钠），用一级水溶解，转移至1000mL容量瓶，洗涤烧杯3次（洗液入容量瓶），定容至刻度线，摇匀。要点：称量用万分之一天平（精度0.1mg），定容时视线与刻度线平行，避免俯视/仰视。

间接法（非基准物质用）：先配近似浓度（如取8.5mL浓盐酸稀释至1000mL得0.1mol/L盐酸），再用基准物质校准。例如，用基准无水碳酸钠滴定盐酸，计算实际浓度。要点：浓试剂稀释需“酸入水”（防放热飞溅），溶液需放置24小时让气体逸出。

标准溶液的校准方法与操作

滴定法（最常用）：用基准物质滴定待校准溶液。例如，校准氢氧化钠时，称0.4-0.5g邻苯二甲酸氢钾，加50mL水溶解，加2滴酚酞，用氢氧化钠滴定至粉红色（30秒不褪）。浓度公式：c(NaOH)= (m×1000)/(V×M)（m为基准质量，V为消耗体积，M为摩尔质量）。

比较法（无基准物质时用）：用已知浓度的标准液校准未知液。例如，用已校准的盐酸滴定氢氧化钠，公式：c(NaOH)= (c(HCl)×V(HCl))/V(NaOH)。要点：滴定管需用待校准液润洗3次，避免稀释。

仪器法（痕量分析用）：如ICP-MS的重金属标准液，需用国家有证标准物质（CRM）校准，确保信号强度与CRM一致。

校准结果的验证与数据处理

精密度验证：平行测定≥3次，相对标准偏差（RSD）≤0.2%。例如，3次滴定体积20.10、20.12、20.08mL，平均值20.10mL，RSD=0.1%（符合要求）。

准确度验证：校准结果与参考值偏差≤0.1%。例如，校准盐酸浓度0.1005mol/L，参考值0.1000mol/L，偏差0.5%（需重校）。

数据处理：用Q检验法舍去异常值（如4次结果20.10、20.12、20.08、20.30mL，Q=0.818，95%置信水平n=4时临界值0.841，不可舍去）。记录需包含试剂批号、称量数据、滴定体积、温度、操作者等。

标准溶液的储存与使用注意

储存容器：碱性溶液（氢氧化钠）用塑料瓶（防玻璃腐蚀），酸性/中性用玻璃瓶，易挥发液（氨水）用密封瓶。标签需写清名称、浓度、配制/校准日期、有效期、储存条件。

使用要点：用前摇匀（防溶质沉降），移液管专用（防交叉污染），倒出的溶液不可倒回原瓶（防杂质引入）。有效期：基准液6个月，工作液1个月，易分解液（高锰酸钾）2周，易挥发液（碘）1周。