EDTA标准溶液的标定及水硬度的测定

测定失重钙离子时，另取等量水 样加NaOH调节溶液pH为12～13，使Mg2+ 生成Mg(OH)2沉淀，加入钙指示剂，用 EDTA滴定，测定水中的Ca2+含量。已知 Ca2+、Mg2+的总量及Ca2+的含量，即可 算出Mg2+的含量。
反应如下
滴定前： EBT ＋ Ｍe（Ca2+、Mg2+）＝ Ｍe－EBT pH=10 （紫红色） 滴定开始至化学计量点前： H2Y2- + Ca2+ ＝ CaY2- + 2H+ H2Y2- + Mg2+ ＝ MgY2- + 2H+ 计量点时： H2Y2- + Mg-EBT ＝ MgY2- + EBT +2H+ （紫蓝色） （蓝色）
钙硬度计算公式：
ρCa2+（mg· L-1）＝
(cV2)EDTA×MCa×103
V c (V1－V2)EDTA×MMg×103 V
镁硬度计算公式：
ρMg2+（mg· L-1）＝
式中，c为EDTA标准溶液的浓度 （mol·L-1），V1、V2分别为测定Ca2+、 Mg2+总量、Ca2+含量所耗EDTA体积(mL)，V
pH＝10，加入氨性缓冲溶液，以铬黑T为指
示剂，用Mg-EDTA标准溶液滴定Ca2+的含量。
EDTA标准溶液的标定 及水硬度的测定
作者：陈军强 08化学一班 20081597
一、课前预习 课前做好预习工作，解决下列问题 并写好预习报告。
采用何种方法测定？ 测定体系的pH条件？ 如用滴定的方法，如何选用指示剂？ 水中有哪些物质？ 如何消除干扰？ 水中钙、镁能否分别滴定？为什么？
二、目的要求
答：因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T指示剂，铬黑T指示
剂在pH为8～11时为蓝色。与金属离子形成的配合物为紫
红色，终点为蓝色，所以溶液要控制pH≈10。滴定Ca2+含 量时要将pH控制为12～13，主要是使Mg2+完全生成Mg(OH)2 沉淀，以保证准确测定Ca2+含量，钙指示剂与Ca2+在pH＝ 12～13之间能形成酒红色络合物，而自身颜色为纯蓝色，
数据 II
七、注意事项
（1）铬黑T与Mg2+显色的灵敏度高，与 Ca2+显色的灵敏度低，当水样中Ca2+含量很高， 而Mg2+含量很低时，往往得不到敏锐的终点。 可在水样中加入少量Mg-EDTA，利用置换滴定 法的原理来提高终点变色的敏锐性，或者改 用K-B指示剂。
（2）滴定时，因反应速度较慢，在接近终点 时，标准溶液慢慢加入，并充分摇动；因氨 性溶液中，当Ca(HCO3)2含量高时，可慢慢析 出CaCO3沉淀使终点拖长，变色不敏锐。这时 可于滴定前将溶液酸化，即加入1～2滴1:1的 HCl，煮沸溶液以除去CO32-。但HCl不宜多加， 否则影响滴定时溶液的pH。
为水样体积(mL)。
滴定时Fe3+、Al3+的干扰可用三乙醇胺
掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn
用KCN、Na2S掩蔽。
2+等重金属离子可
四、实验仪器和试剂
1.仪器： 滴定装置 25mL移液管 250mL锥形瓶 洗耳球 分析天平 量筒
2．试剂： 0.02mol/LEDTA NH3-NH4Cl缓冲溶 液 铬黑Ｔ:0.5％ 三乙醇胺（1:2） HCl溶液（1:1） MgO固体A.R.
（1）Ca2+、Mg2+总量的测定
移取自来水样100 mL
加入10 mL氨性缓冲溶液 30 mg铬黑T EDTA标准溶液滴定
至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点 平行滴定3次，总硬度
记下EDTA的用量V1 (ml)
（2）Ca2+含量的测定
取水样100 mL
加入5 mL 40 g· L-1NaOH溶液 钙指示剂30 mg 用EDTA标准溶液滴定
八、思考题
（1）用CaCO3为基准物，以钙指示剂为指 示剂标定EDTA浓度时，应控制溶液的酸度 为多大？为什么？应如何控制？ 答：CaCO3为基准物，以钙指示剂为指示剂标定 EDTA浓度时，因钙指示剂与Ca2+在pH＝12～13之 间能形成酒红色络合物，而自身颜色为纯蓝色， 当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色， 所以用NaOH控制溶液的酸度为pH＝12～13。
定量转移至250mL容量瓶
用水稀释至刻度，摇匀， 计算其准确浓度
EDTA溶液的标定
移取25mL Ca标准溶液
40 g· L-1NaOH溶液 小量钙指示剂 EDTA溶液滴定
至溶液由酒红色变为纯蓝色
平行做三份，计算 EDTA标准溶液的浓度
2、自来水硬度的测定
打开水龙头，先放数分钟，用已洗净的试剂瓶接 水样500～1000mL，盖好瓶塞备用。
（2）什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬 度？ 答：通常称含较多量Ca2+、Mg2+的水为硬水， 水的总硬度是指水中含有Ca2＋、Mg2＋的总 量。
（3）为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时，要控制 pH≈10，而滴定Ca2+含量时要控制pH为12～13？ 若pH>13时测定Ca2+对结果有和影响？
当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色。当pH>13时
测定Ca2+指示剂本身为酒红色，无法确定终点。
（4）如果只有铬黑T指示剂，能否测定Ca2+含 量？如何测定？ 答：只有铬黑T指示剂，首先用NaOH调节
pH>12，使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀与Ca2+
完全分离。分离Mg2+后的溶液用HCl调节用
1、了解EDTA标准溶液的配制和标定原 理。 2、掌握常用的标定EDTA方法。 3、本次实验采用MgO为基准物标定EDTA。 4、了解水的硬度测定的意义和常用的 硬度表示方法。 5、掌握EDTA测定水的硬度的原理和方 法。
三、实验原理
通常称含较多量Ca2+、Mg2+的水为硬水， 水的总硬度是指水中含有Ca2＋、Mg2＋的总 量。硬度又分钙硬度和镁硬度，钙硬度是 由Ca2+引起的，镁硬度是由Mg2+引起的。 水的总硬度测定一般采用配位滴定法 （也叫络合滴定法）。
至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点 EDTA的用量V2(mL)平行滴定3次， 计算Ca2+含量或总硬度 Mg2+的含由量Ca2+、Mg2+总量与 Ca2+含量之差计算而得。
滴 定 操 作 演 示
六、数据记录与处理
CEDTA(mol/L) I
水样体积（ml） EDTA标液最后读数（ml） EDTA标液最初读数（ml） EDTA标液毫升数 水总硬度（mg/l） 平均值 相对偏差
ZnO基准物 氨水（1：1） 二甲酚橙指示剂 六次甲基四铵溶液 NaOH溶液
铬黑 T 指示剂
（Eriochrome Black T，EBT）
1-(1-羟基-2-萘偶氮)-5-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠 H2In紫红 pKa=6.3 pKa= 11.6
HIn2蓝
In3橙
pH7 11
M - EBT Mg2+、Zn2+、Pb2+、 Cd2+、 Mn2+ 等 不稳定——固体指示剂 （铬黑T∶NaCl = 1∶100）
在pH≈10的氨缓冲溶液中，以铬黑T（EBT） 为指示剂，用EDTA标准溶液直接测定Ca2+、 Mg2+总量。由于KCaY＞KMgY＞KMg-EBT＞KCa-EBT， 铬黑T先与部分Mg络合为Mg-EBT（酒红色）。 当EDTA滴入时，EDTA与Ca2+、Mg2+络合，终 点时EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+，将EBT置换 出来，溶液有酒红色转为纯蓝色。
五、实验步骤 1、0.020 mol·L-1EDTA溶液的配制和标定
EDTA溶液的配制：
称取4.0 g乙二胺四乙二酸二钠
加入200 mL水 微热溶解 稀释
配成500 mL溶液
Ca标准溶液配制
用烧杯称取0.05～0.55g CaCO3
少水润湿
盖上表面皿
慢慢滴加1:1的HCl 5mL
溶解
加少量水稀释