硬度的测定

H2In-
HIn2-+H+
pH=7~11 兰色
pH＜6 紫红色
In3-+2H+
pH＞12 橙色
EBT与大部分金属离子的配合物都是红色， 所以在pH=7~11范围内做指示剂使用， 通常选择在pH=9~11范围内用。
EDTA标准滴定溶液的标定:
标定EDTA的基准物质：
金属，如Cu，Zn，Ni，Pb等 金属氧化物； 某些盐类，如ZnSO4· 7H2O， MgSO4· 7H2O， CaCO3 等。
http://www.51fish.cn/Article_Show.asp?ArticleID=152
酸度的控制： 单一离子准确滴定的条件：
lgKMY=lgKMY-lgY(H)8
lgY(H) lgKMY-8
pHmin
滴定Ca2+，pH＝7.6 滴定Mg2+ ,pH＝9.6
滴定钙、镁合量的 适宜pH=l0
四、实验内容
1. 标准EDTA溶液的标定： (1) 标准EDTA溶液[c(EDTA)=0.01mol· L-1]的配制： mEDTA
M＝372.2
烧杯源自文库
H2O 温热
冷却
800mL 试剂瓶
(2) Ca2+ [c(Ca2+)=0.01mol· L-1]基准溶液的配制 ：
基准CaCO3 0.2~0.25
0.2018 g / 250.00 mL
V CaCO3 / mL VEDTA / mL cEDTA / molL-1
25.00
25.00
25.00
c EDTA / mol L1
_
表2 水的总硬度度的测定 (指示剂: 铬黑T，由红色蓝紫色)
项目 \次数 1 2 3
cEDTA , mol/L
V水样 / L VEDTA / mL 水的硬度，mmol/L 水的平均硬度 计算公式 0.1000 0.1000 0.1000
标测一致！！！！
选取CaCO3为基准物质
配位滴定法 EDTA 滴定条件
基准CaCO3 指示剂 终点
铬黑T
酒红色
Mg2+：酒红色
纯蓝色
纯蓝色
酸度 pH=l0 氨性缓冲溶液
干扰离子 三乙醇胺掩蔽
指示剂 铬黑T
5mL Mg2+-EDTA
三、主要试剂和仪器
• • • • • • • l. EDTA溶液 0.0lmol· L-1。 2. NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10)。 3. Mg2+-EDTA溶液。 4. 铬黑T指示剂，甲基红指示剂。 5. 三乙醇胺(1+2)。 6. 氨水 (1+2)。 7. HCl溶液 (1+1)。
150mL烧杯
少量水润湿
表面皿
5mL(l+1)HCl溶液
CaCO3 分解完全 50mL水
计算？
c Ca 2
mCaCO3 M CaCO3VCaCO3
计算 cCa
2
微沸数分钟除去CO2
冷却 250mL容量瓶 定容，摇匀
除去CO2 ？
(3) 以CaCO3为基准物质标定EDTA
25.00mLCa2+ 20mL水 1滴甲基红 锥形瓶 氨水中和
五、实验数据处理
1.c CaCO ，mol L
3
1
2.cEDTA , mol/L
3.水硬, mmol/L、德国硬度、 英国硬度、法国硬度、美国硬度
• 表 1 EDTA的标定 (指示剂: 铬黑T，由红色蓝色)
项目/次数 1 2 3
m CaCO3 / g
c CaCO / mol L1
3
水土不服；降低影响食物营养价值
硬水优点：
钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。 长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国生活饮用水规定，总硬度不得超过450 mgL-1。
一些国家水硬度的单位换算一览表
硬度单位
1 mmol· L-1 1德国硬度 1法国硬度 1英国硬度 1美国硬度 mmol· L-1 1.0000 0.17832 0.099910 0.14242 0.009991 德国硬度 °DH 5.6080 1.0000 0.56030 0.79870 0.05603 法国硬度 法国度 10.010 1.7848 1.0000 1.4255 0.10000 英国硬度 ° Clark 7.0220 1.2521 0.7015 1.0000 0.07015 美国硬度 ppm 100.10 17.848 10.00 14.255 1.0000
用酚酞？ 红变黄
10mL pH=10 NH3-NH4Cl缓冲溶液 标测定一致 记录VEDTA
mCaCO3 1 10
5mLMg2+-EDTA 加入？ 3滴铬黑T指示剂 EDTA滴定 计算
酒红色转变为纯蓝色
不到过了的颜色？ cEDTA
cEDTA
M CaCO3VEDTA
注：终点时是一个竞争反应，要慢滴并充分摇动 用什么量取？
水质分类： 0～4℃ 很软水； 4～8℃ 软水； 8～16℃中等硬水；16～30℃硬水； ＞ 30℃很硬水
硬水缺点：
1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。 （利用这点也可以区分硬水和软水）
2.工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会 导致锅炉爆炸。 3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。
c EDTAVEDTA 水的总硬度 V水样
表3 采用各种硬度单位表示实验结果
硬 度 单位
mmol· L-1
CaCO
3
mg· L-1
德 国 硬度
法 国 硬度
英 国 硬度
美 国 硬度
硬 度
六、 实验讨论
P187（2.3.4） 1.在中和基准溶液中的 HCl时，能否用酚酞取代甲基红 ?为什 么? 2.阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理。 3.滴定为什么要在缓冲溶液中进行 ?如果没有缓冲溶液存在， 将会导致什么现象发生? P189（1.2） 4.如何合理选择基准试剂及指示剂？ 5.在测定水的硬度时，先于三个锥瓶中加水样，再氨性缓冲 液，加……，然后再一份一份地滴定，这样好不好?为什么?
MgCO3(不完全沉淀) + H2O + CO2 + H2O Mg(OH)2 + CO2
总硬度
Ca、Mg总量， 以钙化物含量表示
Mg(HCO3)2
水的 硬度
永久硬度——钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等
钙的硬度 镁的硬度
由钙离子形成的硬度 由镁离子形成的硬度
测定Ca的含量 测定Mg的含量
Ca、Mg的合量 ？
量筒行吗？ 移液管量取
2.样品分析操作步骤
锥形瓶 1～2滴HCl
酸化？
试液酸化
100.0mL自来水 煮沸数分钟 除去CO2
3mL三乙醇胺 冷却 5mL氨性缓冲液
CO2不除去？ EDTA滴定 3滴铬黑T
水的总硬度 cEDTAVEDTA V水样
两者加入顺序？
记录VEDTA
红色变为纯蓝色
用什么量取？
图4-1 EDTA滴定一些金属离子所允许的最低pH值
干扰离子的消除： 水溶液中含有：Fe3+，Al3+，Cu2+，Pb2+，Zn2+等
（三乙醇胺掩蔽）
（硫化钠或氰化钾掩蔽）
三乙醇胺与Fe3+、Al3+等离子形成稳定的配合物， 且不与Ca2+、Mg2+作用 pH=2～4时 Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀。 因此，三乙醇胺必须在酸性溶液中加入， 在pH＝10时测定Ca2+和Mg2+ 合量
实验九水的钙镁硬度及总硬度的测定
• 一、实验目的 1. 掌握EDTA标准滴定溶液的配制和标定方法。 2. 学习配位滴定法的原理及其应用。 3. 掌握配位滴定法中的直接滴定法。 4. 掌握水硬的测定方法与表达方式。
二、实验原理
暂时硬度 ——钙、镁的酸式碳酸盐
Ca(HCO3)2 CaCO3(完全沉淀) + H2O + CO2
发散思维
• 石灰石中钙镁含量的测定？
水的硬度:（也叫矿化度）是指溶解在水中的钙盐与 镁盐含量的多少。
我国采用mmolL-1 或mgL-1 (CaCO3)为单位表示水的硬度。 1升水中含有10mgcao（或者相当于10mgcao）称为1度。
软水就是硬度小于8的水，如雨水，雪水，纯净水等； 硬度大于8的水为硬水，如矿泉水，自来水，以及自然界中的地表水和地下水等。
滴定前： In+ Ca （甲色） 滴定过程中： Ca+ Y 滴定终点时： CaIn+ Y CaY + In （乙色） （无色）（甲色） CaY （无色） CaIn （乙色）
铬黑T（BT或EBT）：
用NaH2In表示，水溶液中Na+全部电离，H2In-存在着电离平衡 ：
pKa1=6.3 pKa2=11.6