分析化学实验水硬度的测定(配位滴定法)

实验二水总硬度的测定(配位滴定法)

实验日期：

实验目的：

１、学习EDTA标准溶液的配制方法及滴定终点的判断；

２、掌握钙、镁测定的原理、方法和计算。

一、水硬度的表示法：

一般所说的水硬度就是指水中钙、镁离子的含量。最常用的表示水硬度的单位有：１、以度表示，１o＝10 ppm CaO，相当10万份水中含１份CaO。

２、以水中CaCO3的浓度(ppm)计相当于每升水中含有CaCO3多少毫克。

M CaO—氧化钙的摩尔质量(56.08 g/mol)，

M CaCO3—碳酸钙的摩尔质量(100.09 g/mol)。

二、测定原理：

测定水的总硬度，一般采用配位滴定法即在pH＝10的氨性溶液中，以铬黑Ｔ作为指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色，即为终点。反应如下：

滴定前：EBT ＋Ｍe（Ca2+、Mg2+）＝Ｍe－EBT

（蓝色） pH=10 （紫红色）

滴定开始至化学计量点前：H2Y2- + Ca2+＝ CaY2- + 2H+

H2Y2- + Mg2+＝ MgY2- + 2H+

计量点时：H2Y2- + Mg-EBT ＝ MgY2- + EBT +2H+

（紫蓝色）（蓝色）

滴定时,Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na2S 或巯基乙酸掩蔽。

三、主要试剂

1、LEDTA

2、NH3-NH4Cl缓冲溶液

3、铬黑Ｔ:％

4、三乙醇胺（1:2）

5、Na2S溶液 2％

6、HCl溶液 1:1

7、CaCO3固体Ａ.Ｒ.

四、测定过程

１、EDTA溶液的标定

准确称取在120度烘干的碳酸钙～ 0. 55g 一份，置于250ml 的烧杯中，用少量蒸馏水润湿，盖上表面皿，缓慢加１：１HCl 10ml,加热溶解定量地转入250ml容量瓶中，定容后摇匀。吸取25ml，注入锥形瓶中，加20ml NH3-NH4Cl缓冲溶液，铬黑Ｔ指示剂２～３滴，用欲标定的EDTA溶液滴定到由紫红色变为纯蓝色即为终点，计算EDTA溶液的准确浓度。

２、水样测定

取水样100ml ，注入锥形瓶中，加１：１的HCl 1～2滴酸化水样。煮沸数分钟，除去CO 2，

冷却后，加入５ml 三乙醇胺溶液，５ ml NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液，1 mlNa 2S,少量铬黑Ｔ,用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。

再重复测定二次，以含CaCO 3的浓度(ppm)表示硬度。 五、实验报告

１、EDTA 溶液的标定 序号 碳酸钙质量/g V （EDTA ）/ml C （EDTA ）/（mol ·L -1

） 平均值 RSD

1

2

3

２、水样测定

序号 V （水样）/ml V （EDTA ）/ml 水的硬度/ppm 平均值 RSD 1 2

3

注释

铬黑T 与Mg 2+显色灵敏度高，与Ca 2+显色灵敏度低，当水样中Ca 2+含量高而Mg 2+很低时，得到不敏锐的终点，可采用KB 混合指示剂。

水样中含铁量超过10mg ·mL -1时用三乙醇胺掩蔽有困难，需用蒸馏水将水样稀释到Fe

3+不超过10mg ·mL -1即可。

思考题

1.配制CaCO 3溶液和EDTA 溶液时，各采用何种天平称量为什么

2.铬黑T 指示剂是怎样指示滴定终点的

3.以HCl 溶液溶解CaCO 3基准物质时，操作中应注意些什么

4.配位滴定中为什么要加入缓冲溶液

5.用EDTA 法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰如何消除

)

ppm (1000)()(3

单位：水样水总硬度⨯=ml M CV CaCO EDTA

6.配位滴定与酸碱滴定法相比，有哪些不同点操作中应注意哪些问题

1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液

答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH 值，否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。

2. 用CaCO 3为基准物。以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时，应控制溶液的酸度为多大为什么如何控制

答：用CaCO 3为基准物质，以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时，因为钙指示剂与Ca 2+在pH=12～13之间能形成酒红色络合物，而自身呈纯蓝色，当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色，所以用NaOH 控制溶液的pH 为12～13。

3.以二甲酚橙为指示剂，用Zn 2+标定EDTA 浓度的实验中，溶液的pH 为多少

解： 六次甲基四胺与盐酸反应为：

(CH 2)6N 4+HCl==(CH 2)6N +H +·Cl -

反应中盐酸的物质的量：

mol 3108.41000

21251-⨯=⨯⨯ 六次甲基四胺的物质的量：

mol 21043.1140

100010200-⨯=⨯

故六次甲基四胺过量。 缓冲体系中剩余六次甲基四胺的浓度为： 130.01000

32

100021251140100010200-⋅≈⨯⨯-⨯

=L mol C b 六次甲基四胺盐的浓度为：

115.01000

32

100021251-⋅=⨯⨯=L mol C a 根据一般缓冲溶液计算公式：