水中钙镁离子含量及总硬度的测定

水中钙镁离子含量及总硬度的测定

目的

1、了解水的硬度的测定意义和水硬度常用表示方法。

2、掌握EDTA法测定水中Ca2+、Mg2+含量的原理和方法。

原理

工业中将含有较多钙、镁盐类的水称为硬水，水的硬度是将水中Ca2+、Mg2+的总量折合成CaO或CaCO3来计算。每升水中含1mgCaO定为1度，每升水含10mgCaO称为一个德国度（°）。水的硬度用德国度（°）作为标准来划分时，一般把小于4°的水称为很软水，4°～8°的水称为软水，8°～16°的水称为中硬水，16°～32°的水称为硬水，大于32°的水称为很硬水。

用EDTA进行水的总硬度及Ca2+、Mg2+含量的测定时可先测定Ca2+、Mg2+的总量，再测定Ca2+量，由总量与Ca2+量的差求得Mg2+的含量，并由Ca2+、Mg2+总量求总硬度。

Ca2+、Mg2+总量的测定：用NH3-NH4Cl缓冲溶液调节溶液的PH=10，在此条件下，Ca2+、Mg2+均可被EDTA准确滴定。加入铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定。在滴定的过程中，将有四种配合物生成即CaY、MgY、MgIn、CaIn，它们的稳定性次序为：CaY﹥MgY﹥MgIn﹥CaIn（略去电荷）

由此可见，当加入铬黑T后，它首先与Mg2+结合，生成红色的配合物MgIn，当滴入EDTA时，首先与之结合的是Ca2+，其次是游离态的Mg2+，最后，EDTA 夺取与铬黑T结合的Mg2+，使指示剂游离出来，溶液的颜色由红色变为蓝色，到达指示终点。设消耗EDTA的体积为V1。

Ca2+含量的测定：用氢氧化钠溶液调节待测水样的PH=12，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，使其不干扰Ca2+的测定。滴加少量的钙指示剂，溶液中的部分Ca2+立即与之反应生成红色配合物，使溶液呈红色。当滴定开始后，随着EDTA的不断加入，溶液中的Ca2+逐渐被滴定，接近计量点时，游离的Ca2+被滴定完后，EDTA 则夺取与指示剂结合的Ca2+使指示剂游离出来，溶液的颜色由红色变为蓝色，到达指示终点。设滴定中消耗EDTA的体积为V2。

仪器及药品

仪器：50ml酸式滴定管，50ml移液管，250ml锥形瓶，10ml量桶。

药品：10%NaOH溶液,PH=10的缓冲溶液，铬黑T指示剂（将1g铬黑T指示剂与100g分析纯NaCl混合、磨细，装瓶备用），EDTA标准溶液，钙指示剂（1g 钙指示剂与100g分析纯NaCl混合、磨细，装瓶备用）。

内容及步骤

用移液管吸取水样50.00ml于250ml三角瓶中，加5ml PH=10的缓冲溶液，再加少许（约0.1g）铬黑T混合指示剂，用EDTA标准溶液滴定至酒红色变为纯蓝色。记录EDTA用量V1（ml）。重复1～2次。

另取50.00ml水样于250ml锥形瓶中，加入5ml10%NaOH溶液摇匀，加入少许（约0.1g）钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至酒红色变为纯蓝色。记录EDTA 用量V2（ml）。重复1～2次。按下式计算：

(EDTA)×V2×M(Ca)×1000

C

ρCa(mg/L)= --------------------------

50.00

(EDTA)×(V1-V)2×M(Mg)×1000

C

ρMg(mg/L)= -------------------------------

50.00

(EDTA)×V1×M(CaO)×1000

C

总硬度（°）= ---------------------------------------------

50.00×10

式中C(EDTA)--- EDTA标准溶液的浓度（mol/L）

V1-------------- 铬黑T终点EDTA的用量（mL）

V2-------------- 钙指示剂终点EDTA的用量（mL）

M(Ca)------- Ca的摩尔质量（g/mol）

M(Mg)------- Mg的摩尔质量（g/mol）

M(CaO)------- CaO的摩尔质量（g/mol）

思考：1、EDTA、铬黑T分别与Ca2+、Mg2+形成的配合物稳定性顺序如何？

2、为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制溶液PH=10？滴定Ca2+时要控制

PH=12?