EDTA标准溶液的配制与硬度

实验五 EDTA标准溶液的配制与

标定和水的总硬度测定（钙镁含量的测定）

一、实验目的

1、掌握EDTA标准溶液配制和标定的方法。

2、掌握EDTA法直接测定水硬度的原理和方法。

3、了解测定水的硬度的意义和我国常用的硬度表示方法。

4、了解金属指示剂的特点，并掌握铬黑T的应用及终点时颜色的变化。

二、实验原理

1、EDTA标准溶液的标定原理

EDTA标准溶液常用乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA－2Na·2H2O＝372.24）配制。EDTA－2Na·2H2O为白色结晶粉末，因不易制得纯品，标准溶液常用间接法配制。

用于标定EDTA的基准物有：含量不低于99.95%的某些金属，如Cu、Zn、Ni、Pb等，以及它们的金属氧化物，或某些盐类，如ZnSO4﹒7H2O、MgSO4﹒7H2O、CaCO3等。通常选用与被测组分相同的物质作基准物，在相同条件下测定，可减少系统误差。

用配位法测定水中的硬度，可用碳酸钙为基准物质标定其浓度。滴定条件：pH=10，以铬黑T为指示剂，终点由紫红色变为纯蓝色。

2、水中硬度测定的原理

水的硬度最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。含有钙镁盐类的水叫硬水（硬度小于5.6度的一般可称软水）。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。凡水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬度则为暂时硬度；凡水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等所成的硬度称为永久硬度。

暂时硬度和永久硬度的总和称为“总硬”。由Mg2+离子形成的硬度称为“镁硬”，由Ca2+离子形成的硬度称为“钙硬”。

水的硬度是生活用水和工业用水水质分析的一项重要指标。水的硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。

(1) 水的总硬度的测定 在pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定溶液中的Ca2+、Mg2+。铬黑T和EDTA都能和Ca2+、Mg2+形成配合物，其配合物稳定性顺序为：[CaY]2- >

[MgY]2- > [MgIn]- > [CaIn]-

加入铬黑T后，部分Mg2+与铬黑T形成配合物使溶液呈酒红色。用EDTA滴定时，EDTA先与Ca2+和游离Mg2+反应形成无色的配合物，化学计量点时，EDTA夺取指示剂配合物中的Mg2+，是指示剂游离出来，溶液有酒红色变成纯蓝色即为终点。

根据消耗的EDTA 标准溶液的体积 V1 计算水的总硬度。

(2) 钙镁含量的测定

取与测定总硬度时相同体积的水样, 加入NaOH调节pH=12，Mg2+ 即形成 Mg(OH)2 沉淀。然后加人钙指示剂, Ca2+与钙指示剂形成红色配合物。用EDTA 滴定时，EDTA 先与游离Ca2+形成配合物, 再夺取已与指示剂配位的Ca2+ ,使指示剂游离出来, 溶液由红色变为纯蓝色。由消耗EDTA标准溶液的体积V2计算钙的含量。再由测总硬度时消耗的EDTA体积V1和V2的差值计算出镁的含量。

水中若含有Fe3+、A13+, 可加三乙醇胺掩蔽；若有Cu2+、Pb2+、Zn2+等 , 可用Na2S或KCN掩蔽。 水的硬度表示方法有多种，常以水中Ca2+、Mg2+总量换算为CaO含量的方法表示，单位mg/L和（°）。我国通常以mmol/L或mg/L(CaCO3)为单位表示水的硬度，也常采用德国硬度（1°DH）相当于CaO含量为10mg/L。水的硬度按德国度可分为：极软水0-4°DH；软水4-8°DH；微硬水8-16°DH，硬水16-30°DH，极硬水>30°DH。生活用水要求硬度<25°DH。

另一种表示方法是以度（°）计，1硬度单位表示十万份水中含一份CaO，1°=10ppmCaO，其硬度表示为：

硬度（°）=CEDTAVEDTAMCaO105/V水

三、仪器与试剂

1.仪器：

2.试剂：

(1) EDTA标准滴定液 CEDTA＝0.01mol/L

取EDTA－2Na2·H22H2O 19g于烧杯中，加蒸馏水温热使溶解，稀释到5000ml，摇匀，长期放置时，应贮存于聚乙烯瓶中。(实验小组配制5L，共用) (2)碳酸钙（基准试剂）（于110℃烘箱中干燥2h,稍冷后置于干燥器中冷却至室温，备用。）

(3)NH3－NH4Cl缓冲溶液（pH=10）

称取固体NH4Cl 27g，溶于适量的水中，加浓氨水197ml，溶解后。以水稀释成500ml，摇匀、配用。(实验小组配制，500ml，共用)

(4)铬黑T指示剂。配制：称取0.25g固体铬黑T，2.5g盐酸羟胺，以50ml无水乙醇溶解。(实验小组配制，500ml共用)

（5）钙指示剂。钙指示剂1.0g与固体NaCl（干燥、研磨）100g混合均匀。临用前配制。

（6）(1+1)HCl (实验小组配制， 250ml,共用)

（7）10%NaOH溶液。10g固体NaOH配制成100ml溶液。（实验小组配制，250ml, 共用）

四、实验步骤

1. 0.01mol/L的EDTA溶液的标定

（1）钙标准溶液的配制（0.01mol/L）

用差减称量法准确称取基准物碳酸钙0.2500g于小烧杯中，加数滴水润湿, 加(1+1)盐酸至CaCO3全部溶解（避免加入过量的酸），再加少量水稀释,定量转移至250ml容量瓶中,待用.（注意防止溶液的溅出）。

（2）标定

用移液管取25.00ml碳酸钙标准溶液于250ml锥形瓶中，加5ml氨缓冲溶液,加数滴铬黑T指示剂,此时溶液呈紫红色，立即在不断振摇下用EDTA溶液滴定，开始滴定时速率宜稍快，接近终点时应稍慢，并充分振摇，最好每滴间隔2-3s，溶液的颜色由紫红或紫色转为蓝色，刚出现天蓝色即为终点。.记下消耗的EDTA溶液体积。平行做2份。

2.水的硬度测定

(1)水的总硬度测定

用移液管移取自来水样50.00ml, 置于 250ml锥形瓶中, 加 5ml三乙醇胺 ( 无Fe3+、 A13+时可不加), 摇匀。加 5ml pH=10的NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液（加一份，滴一份，不要向三个平行测定样中同时加缓冲溶液）, 加铬黑T 指示剂溶液 3 滴 , 用 EDTA 标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色, 记下EDTA 用量V1。平行测定2次。计算水的总硬度。

德国硬度：(1=10mg CaO/L)

(2) 钙和镁含量的测定 0d C EDTA V1 EDTA M CaO 10001 V水样10

用移液管移取自来水样 50.00ml, 置于锥形瓶 , 加5ml 三乙醇胺 (无Fe3+、 A13+ 时可不加), 摇匀。再加 2ml 10% NaOH, 摇匀后加钙指示剂少许( 约 0.1g), 用 EDTA 标准溶液滴定至溶液由红色变为纯蓝色, 记录 EDTA 用量 V2。平行测定 2 次。计算水中钙和镁的质量浓度。

Ca,mg/L

五、数据记录和处理

六、思考题 c EDTA V2M Ca c EDTA V1 V2 M Mg Mg,mg/L VsVs

1、滴定管、移液管洗涤干净的标准是什么？

2、用移液管转移溶液前为什么要用移取液漂洗?

3、加入三乙醇胺的作用是什么？

4、为什么要加入缓冲溶液？

5、调解pH=10的意义有哪些？

6、为什么要加入2ml 10% NaOH？