EDTA标准溶液的标定和水的硬度测定(实验报告)

EDTA 标准溶液的标定和水的硬度测定

EDTA 是乙二胺四乙酸或其二钠盐的简称（缩写为H 4Y 或Na 2H 2Y ·2H 2O ），由于前者的溶解度小，通常用其二钠盐配制标准溶液。尽管EDTA 可制得纯品，但EDTA 具有与金属离子配位反应普遍性的特点，即使是水和试剂中的微量金属离子或器壁上溶出的金属离子也会与EDTA 反应，故通常仍用间接法配制标准溶液。一般先配成浓度约为0.01mol ·L -1的溶液，再用基准物质来标定，常用的基准物质是Zn 、ZnO 、CaCO 3、Bi 、Cu 、MgSO 4⋅7H 2O 、Hg 、Ni 、Pb 等。本实验控制pH 在12~13的酸度下，以钙指示剂指示终点滴定，用CaCO 3作为基准物质进行滴定。

首先，所加钙指示剂与少量Ca 2+反应，形成具有“足够”稳定性的酒红色配合物，滴定过程中滴加的EDTA 与游离的Ca 2+配位形成更稳定的（与指示剂配合物比较）配合物，最后EDTA 再夺取指示剂配合物中的Ca 2+而指示剂游离出来，溶液呈现出指示剂自身（在一定pH 范围）的纯蓝色而显示终点。其相关反应：

HIn 2- （纯蓝色）+ Ca 2+

CaIn -（酒红色） +H +

CaIn -（酒红色）+H 2Y 2-+OH - CaY 2+（无色）+ HIn 2-（纯蓝色）+H 2O

水中的钙、镁离子总量，可用EDTA 配位滴定法测定。钙硬测定原理与以CaCO 3为基 准物质标定EDTA 标准溶液浓度相同。总硬则以铬黑T 为指示剂，控制溶液的酸度为pH ≈10，以EDTA 标准溶液滴定之。由EDTA 溶液的浓度和用量，可算出水的总硬，由总硬减去钙硬即镁硬。根据《中华人民共和国国家标准GB5750—50. 生活饮用水标准检验法》，生活饮用水的总硬不超过450 mg/L ，即 。

水的硬表示方法：以度（°）计，1硬度单位表示十万份水含1份CaO ，即1°=10-5 mg ·L -1

CaO 。硬度

()25100010CaO

EDTA EDTA H O

M c V V ⨯⨯

=

⨯。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

乙二胺四乙酸二钠（固体，AR ）；CaCO 3（固体，GR 或AR ）；1+1NH 3·H 2O ；镁溶液（溶解1 g MgSO 4⋅7H 2O 于水中，稀释至200 mL ）；100 g ·L -1NaOH 溶液；钙指示剂（固体指示剂）；NH 3—NH 4Cl 缓冲溶液（pH ≈10）；铬黑T 指示剂

酸式滴定管；烧杯；称量瓶；锥形瓶；移液管；量筒

1.2实验方法

1.2.1EDTA标准溶液的配制与标定

1.2.1.10.015 mol·L-1EDTA标准溶液的配制：在台秤上称取乙二胺四乙酸二钠2.8 g，溶解于300~400 mL温水中，稀释至500 mL，如浑浊，应过滤。转移至500 mL细口瓶中，摇匀。

1.2.1.20.01 mol·L-1标准钙溶液的配制：准确称取CaCO3基准物质0.25~0.3 g（称准至小数点后第4位）于小烧杯中，盖以表面皿，加水润湿，再从烧杯嘴边逐滴加入数毫升1+1HCl 至完全溶解，用水把可能见到表面皿上的溶液淋入烧杯中，加热近沸，待冷却后移入250 mL 容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

1.2.1.3标定：用移液管移取25 mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25 mL水、2 mL 镁溶液、5 mL 100 g·L-1NaOH溶液及约10 mg（绿豆大小）钙指示剂，摇匀，用EDTA溶液滴定至由酒红色变至纯蓝色，即为终点。

1.2.2水的硬度测定

1.2.2.1总硬的测定：用移液管量取澄清的水样100 mL放入250 mL锥形瓶中，加入5 mL NH3—NH4Cl缓冲溶液，摇匀。再加入约0.01 g铬黑T固体指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.015 mol·L-1EDTA标准溶液滴定至纯蓝色，即为终点。

1.2.2.2钙硬的测定：量取澄清水样100 mL，放入250 mL锥形瓶中，加4 mL100 g·L-1 NaOH溶液，摇匀，再加入约0.01 g钙指示剂，再摇匀。此时溶液呈淡红色。用0.015mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至呈纯蓝色，即为终点。

1.2.2.3镁硬的测定：由总硬减去钙硬即得镁硬。

2结果与讨论

2.1在标定EDTA标准溶液的浓度的实验中，用分析天平称取了EDTA固体2.8316 g、CaCO3固体0.3059 g。用1+1HCl将CaCO3完全溶解，配制得到钙标准溶液的浓度为0.01222mol·L-1。标定EDTA过程中消耗EDTA的量如表1。从实验结果可以看出，18.91严重偏离平均值，

表1 标定EDTA的实验数据

平行测定ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ/

V mL19.20 19.13 19.25 19.10 19.21 19.20 19.20

EDTA

1/()EDTA c mol L -⋅ 0.01591 0.01597 0.01587 0.01599 0.01590 0.01591 0.01591

1/()EDTA c mol L -⋅

0.01592 s

4.2×10-5 r s

0.26%

2.2 以铬黑T 为指示剂、标定好的EDTA 为滴定剂，测定自来水的总硬度。如表一。

表一：测定水的的总硬度

平行测定

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

Ⅶ

/EDTA V mL

14.13 14.15 14.12 14.10 14.14 14.10 14.11 水的硬度（°） 12.62

12.63

12.61

12.59 12.62

12.59

12.60

水的平均硬度（°）

12.61 s

0.016 r s

0.13%

由络合滴定的原理和EDTA 与Ca 2+、Mg 2+的络合滴定的条件稳定常数（'

lg CaY K =10.24，'

lg MgY

K =8.25）可知，滴定前，应该用NH 3—NH 4Cl 缓冲溶液把试液的pH 控制在10左右。 2.3 以钙指示剂为指示剂、标定好的EDTA 为滴定剂，测定自来水的钙硬及镁硬，结果如

表二。

表二：测定钙的硬度 平行测定

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

Ⅶ

/EDTA V mL

10.60 10.61 10.59 10.62 10.59 10.60 10.61 钙硬（°） 9.46

9.47

9.45

9.48 9.45

9.46

9.47

平均钙硬（°）

9.46 s

0.012 r s

0.12% 镁硬（°）

3.15±0.01

用EDTA 法测定自来水的硬度时，可能有铜、锌等离子干扰结果。铜离子存在使滴定