水的钙镁硬度及总硬度的测定

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 H2O 冷却 温热
800mL 试剂瓶
(2) Ca2+ [c(Ca2+)=0.01mol·L-1]基准溶液的配制 ：
基准CaCO3 150mL烧杯 少量水润湿 表面皿 5mL(l+1)HCl溶液
1
2
0.1000
0.1000
3 0.1000
水的总硬度 cEDTAVEDTA V水样
表3 采用各种硬度单位表示实验结果
硬 度 mmol· 单位 L-1
CaCO3
mg·L-1
德 国 法国 英 国 美 国 硬度 硬度 硬度 硬度
Hale Waihona Puke Baidu
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
CaCO3(完全沉淀) + H2O + CO2
Mg(HCO3)2
MgCO3(不完全沉淀) + H2O + CO2
+ H2O Mg(OH)2 + CO2
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 ？
1美国硬度 0.009991
0.05603
0.10000
0.07015
1.0000
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
0.2~0.25 计算？
CaCO3 分解完全
50mL水
c M m V Ca 2
CaCO3 CaCO3 CaCO3
微沸数分钟除去CO2 冷却
250mL容量瓶
除去CO2 ？
计算 c Ca 2
定容，摇匀
(3) 以CaCO3为基准物质标定EDTA 用酚酞？
25.00mLCa2+
1滴甲基红 锥形瓶
氨水中和
VEDTA / mL cEDTA / molL-1
_
c EDTA / mol L1
0.2018 g / 250.00 mL
25.00
25.00
25.00
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
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
发散思维
• 石灰石中钙镁含量的测定？
水的矿化度是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多 少。 水的硬度:
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。
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
滴定前： 滴定过程中： 滴定终点时：
In+ Ca （甲色）
Ca+ Y
CaIn （乙色）
CaY （无色）
CaIn+ Y CaY + In （乙色） （无色）（甲色）
铬黑T（BT或EBT）：
配位滴定法
EDTA 基准CaCO3
指示剂
铬黑T
终点
酒红色 纯蓝色
滴定条件
Mg2+：酒红色 纯蓝色
指示剂
酸度
干扰离子
铬黑T
pH=l0 三乙醇胺掩蔽
氨性缓冲溶液
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)。
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。
硬度单位
1 mmol·L-
1
1德国硬度
一些国家水硬度的单位换算一览表
mmol·L-1 1.0000
德国硬度
°DH 5.6080
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
总硬度
Ca、Mg总量， 以钙化物含量表示
暂时硬度 ——钙、镁的酸式碳酸盐
Ca(HCO3)2
法国硬度
法国度 10.010
英国硬度
° Clark 7.0220
0.17832
1.0000
1.7848
1.2521
美国硬度 ppm 100.10
17.848
1法国硬度 0.099910
0.56030
1.0000
0.7015
10.00
1英国硬度 0.14242
0.79870
1.4255
1.0000
14.255
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。
标测一致！！！！
选取CaCO3为基准物质
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
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
H2In-
pH＜6 紫红色
HIn2-+H+
pH=7~11 兰色
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。
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。
五、实验数据处理
1.c ，mol L1 CaCO3 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 /g CaCO3
c / mol L1 CaCO3
V CaCO3 / mL
滴定Ca2+，pH＝7.6 滴定Mg2+ ,pH＝9.6
滴定钙、镁合量的 适宜pH=l0
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
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?
量筒行吗？ 移液管量取
2.样品分析操作步骤
酸化？
100.0mL自来水
锥形瓶
1～2滴HCl 试液酸化
煮沸数分钟
EDTA滴定 3滴铬黑T
除去CO2 CO2不除去？
冷却
3mL三乙醇胺
5mL氨性缓冲液 两者加入顺序？
红色变为纯蓝色 记录VEDTA
水的总硬度 c V EDTA EDTA V水样
用什么量取？
红变黄
20mL水
10mL pH=10 NH3-NH4Cl缓冲溶液
5mLMg2+-EDTA 加入？ 3滴铬黑T指示剂 标测定一致
EDTA滴定 计算
酒红色转变为纯蓝色 不到过了的颜色？
cEDTA
记录VEDTA
cEDTA
mCaCO3
1 10
M V CaCO3 EDTA
注：终点时是一个竞争反应，要慢滴并充分摇动 用什么量取？