《自来水总硬度的测定》 教案

《自来水总硬度的测定》教案

蔡建华

课程名称，化工分析实训

教学内容，自来水总硬度的测定

授课地点，山西大学化工学院

授课学时:4学时

教学目的与要求:

1、了解水硬度的测定意义和常用硬度的表示方法

2、巩固EDTA标准溶液的配制及标定操作

3、掌握用配位滴定法测定自来水的硬度的基本原理和操作方法。

4、熟悉铬黑T指示剂的变色特征和近终点时滴定操作控制

教学重点及难点:

重点：自来水总硬度的测定的基本原理和操作万法

难点:铬黑T指示剂的变色特征和近终点时滴定操作控制。

教学方法，任务驱动法分组讨论法阅读指导法讲解等[复习引入]

复习配位滴定法有关知识，提问学生:

(l)EDTA配位滴定法测定对象是什么?(金属离子)，PH=l0的缓冲溶液中，以什么作指示剂?滴定终点颜色如何判断?(铬黑T、由酒红色变纯蓝色为终点)

[引入]EDTA配位滴定法的应用:水的总硬度测定

[引言]水的总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。硬度对工业用水

关系很大，各种工业对水的硬度都有一定的要求，尤其是锅炉用水对这一指标要求十分严格。饮用水申硬度过高也会影响肠胃的消化功能。因此硬度是水质分析的重要指标之一。用EDTA标准溶液直接滴定钙镁总量是国际国内规定的标准分析方法，适用于饮用水、锅炉水、冷却水、地下水及没有严重污染的地表水。

[新授]课题:自来水总硬度的测定

[提出任务]教师提出本课题的学习任务:

一、自来水总硬度的测定的基本原理是什么?

二、水的总硬度常用的表示万法有哪些?怎样计算总硬度?

三、自来水总硬度的测定操作方法

[任务探索]

一、自来水总硬度的测定的基本原理是什么?

根据有关学习资料，思考下列问题:

(1)自来水的硬度主要是由什么离子形成的?用什么滴定法测定水的总硬度?

(2)用什么试剂作指示剂?溶液PH值控制在多少?用什么缓冲溶液调节溶液PH?

(3)测定水的总硬度时，哪些离子有干扰?如何消除干扰?

[归纳]引导学生归纳总结出自来水总硬度的测定的基本原理

[学生回答](1)自来水的硬度主要是由Ca'"、Mg'"离子形成的。用EDTA配位

滴定法测定水的总硬度。

(2)用铬黑T试剂作指示剂。溶液PH值控制在10左右。用NH3-NH4C1缓冲溶液调

节溶液PH值。

[讲解]

(3)测定水的总硬度时，哪些离子有干扰?如何消除干扰?

[讲解]

二、水的总硬度常用的表示方法有哪些?怎样计算总硬度?

[讲解]世界各国对水的硬度表示方法不同。德国硬度是水硬度表示比较早的一种方法，它以度(。)为计，我国常用的水的总硬度常用的表示方法有两种:

1、德国度(。):

2、mg/L，每升水中含lmgCaCO3

三、自来水总硬度的测定操作方法

[阅读]指导学生阅读实验报告中的实验步骤。

[讨论]四个学生一组，归纳测定操作要点。

[提问]学生代表小组发言:水的总硬度测定步骤

1、0.01mol/L EDTA标准溶液的配制及标定

2、自来水总硬度测定

（1）与水样处理

（2）滴定

（3）数据记录与处理

(4)结果报告

[小结]用EDTA标准溶液滴定测定水的总硬度是国际国内规定的标准分析方法。在pH=l0的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定水样溶液由酒红色变纯蓝色为终点，记录EDTA标准溶液消耗体积计算水的总硬度

[演示]学生代表上讲台演示测定操作过程，其余学生观察其操作。

[讲解、示范]教师点评学生演示操作过程的正误之处并讲解示范操作要点:

(1)取样的方法:取样量100mL，取样仪器:移液管

(2)移液管的操作:吸液、调整液面的方法、放液

(3)碱式滴定管的操作:手指挤捏部位和用力方法，防止管尖倒吸空气

(4)终点判断:待滴定至溶液为蓝紫色时即接近终点，要注意每加一滴EDTA都需充分摇匀，最好每滴间隔2-3s，滴到纯蓝色即为终点。

[讲解注意事项]

1、铬黑T与Mg'。显色的灵敏度高，与Ca"显色的灵敏度低，当水样中Ca"含量很高而镁含量很低时，往往得不到敏锐的终点。可以在水样中加入少许的Mg-EDTA，利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性，或者改用酸性铬蓝K作指示剂。

2、如果水样中HCO

3、H2CO3含量较高，终点变色不敏锐，可以经过酸化并煮沸后再测定或者采用返滴定法。

3、水样中若含铁离子、氯离子等离子，会干扰Ca'"、Mg"的测定，可以加入三乙醇胺、KCN、Na2S等进

[学生分组]以每个同学一组分为20个小组

[学生实训]测定自来水总硬度并完成实验报告。教师巡回指导

[交流讨论]引导学生说出自己完成任务的情况(成功或失误之处) [试验小结]教师小结本课题实验完成情况。

1、碱式滴定管的规范操作:克服尖嘴倒吸空气现象;

2、近终点时颜色判断和操作:近终点紫蓝色，慢滴多摇，控制半滴操作;

3、分析误差产生原因:滴定速度控制不当;终点判断不准确;读数误差;碱式滴定管管尖倒吸空气等因素。

[布置作业]：根据你的测定，我们本地区的饮用自来水总硬度指标属于那个级别？（写出测定实验操作步骤、实验数据和测定结果)