1、 (络合滴定法络合滴定法)实验五实验五 自来水总硬度的测定自来水总硬度的测定一、实验目的一、实验目的 、学习、学习EDTA标准溶液的配制方法及滴定终点的标准溶液的配制方法及滴定终点的判断；判断；、学会用络合滴定法测定水的硬度。、学会用络合滴定法测定水的硬度。3、了解水硬度的含义及其测定的实际意义。、了解水硬度的含义及其测定的实际意义。二、仪器与试剂二、仪器与试剂 电子天平；滴定管；移液管；锥形瓶等。电子天平；滴定管；移液管；锥形瓶等。EDTA(0.02mol/L);NH3-NH4Cl缓冲溶液缓冲溶液;铬黑铬黑(0.5);三乙醇胺（三乙醇胺（1:2）;Na2S NaOH(40 g.L-1)。三、
2、方法原理三、方法原理 水硬度一般是指水中钙、镁离子的含量。水水硬度一般是指水中钙、镁离子的含量。水的总硬度是指水中的总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量。由的总量。由Mg2+引引起的称起的称镁硬度镁硬度，由，由Ca2+引起的称引起的称钙硬度钙硬度。常用表示水硬度的方法是以水中常用表示水硬度的方法是以水中Ca、Mg总量换总量换算为算为CaO、CaCO3含量。单位为含量。单位为mmol/L、mg/L和和()。1表示表示:1 L 水中含水中含10 mg CaO。水硬度?CEDTAVEDTA?MCaOV?100德国度德国度 （）水 CEDTAVEDTA?MCaO水硬度?1000mg/L V水水水 硬
3、硬 度度 分分 类类 表表 总硬度度数总硬度度数（）（）04 48 816 1630 3030以上以上 标标 志志 很软水很软水 软软 水水 中等硬度水中等硬度水 硬硬 水水 很硬水很硬水?硬度对工业用水影响很大，尤其是锅炉用水，硬度较高的硬度对工业用水影响很大，尤其是锅炉用水，硬度较高的水都要经过软化处理并经滴定分析达到一定标准后才能输水都要经过软化处理并经滴定分析达到一定标准后才能输入锅炉。其他很多工业对水的硬度也都有一定的要求。生入锅炉。其他很多工业对水的硬度也都有一定的要求。生活饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能，我国活饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能，我国生活饮生活饮用水用水卫
4、生标准中规定硬度卫生标准中规定硬度(以以CaCO计计)不得超过不得超过450mgL-1。?碳酸盐硬度碳酸盐硬度(也叫也叫暂时硬度暂时硬度，即通过加热能以碳酸盐形式，即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子沉淀下来的钙、镁离子)和非碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度(亦称亦称永久硬度永久硬度，即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子)。总硬度的测定方法：总硬度的测定方法：采用络合滴定法采用络合滴定法（测定：测定：EDTA)在在p的氨性溶液中，采用的氨性溶液中，采用 铬黑铬黑T(In)做指做指示剂，用示剂，用EDTA标准溶液直接测定标准溶液直接测定Ca2+、Mg2+总
5、量。总量。有：有：分别测定水中钙硬和镁硬时，可取等量水样分别测定水中钙硬和镁硬时，可取等量水样加加NaOH调节溶液调节溶液pH=1213,使使Mg2+生成生成Mg(OH)2沉淀，在滴定时不再参与与沉淀，在滴定时不再参与与EDTA的络的络合反应，在溶液中加入合反应，在溶液中加入 钙指示剂钙指示剂用用EDTA滴定水滴定水中中Ca2+含量，然后再计算出含量，然后再计算出Mg2+含量。含量。滴定时，滴定时，Fe3+、Al3+等干扰离子用等干扰离子用三乙醇胺三乙醇胺掩蔽，掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用等重金属离子可用KCN、Na2 S或巯基乙酸掩蔽或巯基乙酸掩蔽。络合掩蔽剂注意事项：
6、络合掩蔽剂注意事项：?掩蔽剂不与掩蔽剂不与待测离子待测离子络合，即使形成络合物，其稳定性也应远络合，即使形成络合物，其稳定性也应远小于小于待待测离子与测离子与EDTA络合物的稳定性；络合物的稳定性；?干扰离子与掩蔽剂形成的络合物应远比与干扰离子与掩蔽剂形成的络合物应远比与EDTA形成的络合物形成的络合物稳定稳定，且形成的络合物应为且形成的络合物应为无色或浅色无色或浅色，不影响重点的判断；，不影响重点的判断；?使用掩蔽剂应注意适用的使用掩蔽剂应注意适用的pH范围。范围。反应如下：反应如下：滴定前滴定前：Ca2+Mg 2+In Ca 2+Mg 2+MgIn 酒红色酒红色 滴定中：滴定中：酒红色酒红
7、色 CaY+MgYMg 2+MgIn 蓝色蓝色 CaY+MgYMg 2+MgIn Ca2+Mg2+MgIn+Y 终点时终点时：Ca2+MgY+MgIn+Y 终点颜色：终点颜色：酒红色酒红色 蓝色蓝色 wCaCEDTAV2EDTA?MCa?1000mg/L V水wMg?CEDTA(V1?V2)EDTA?MMgV水?1000mg/L 四、操作步骤四、操作步骤 1EDTA溶液的配制溶液的配制 称取称取0.37-0.47gEDTA二钠盐二钠盐 100mL100mL蒸馏水蒸馏水 200mL200mL烧杯中烧杯中 定量转移至定量转移至250mL250mL容量瓶中定容容量瓶中定容 C）(EDTA）=m(ED
8、TAM(EDTA）250 1000 溶解溶解 2.EDTA 的标定的标定 准确称取准确称取 0.150.20 g 基准锌片于基准锌片于50 mL 烧杯中，加入约烧杯中，加入约 5 mL（11）HCl 溶液，立即盖上表面皿，待锌片完全溶解后，以少量水溶液，立即盖上表面皿，待锌片完全溶解后，以少量水冲洗表面皿，定量转移冲洗表面皿，定量转移 至至250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。备用。用移液管吸取用移液管吸取 25.00 mL Zn2+标准溶液于锥形瓶中，加标准溶液于锥形瓶中，加1滴滴甲基红甲基红，用（用（1+2）氨水氨水中和锌标准溶液中的中和锌标准溶液中
9、的HCl（？），溶液由红变黄时即），溶液由红变黄时即可。加可。加20mL水和水和10mL NH3-NH4Cl缓冲溶液。再加缓冲溶液。再加 4-5 滴铬黑滴铬黑T指示指示剂，立即用剂，立即用 EDTA 滴定，当溶液由红色转变为滴定，当溶液由红色转变为蓝色蓝色即为终点。平行即为终点。平行滴定滴定 3 次，计算次，计算 EDTA 的准确浓度。的准确浓度。3.自来水总硬度的测定自来水总硬度的测定 用移液管移取用移液管移取 100.00 mL 自来水于自来水于 250 mL 锥形瓶中，加入锥形瓶中，加入 3 mL 三乙醇胺溶液，三乙醇胺溶液，5 mL 氨性氨性缓冲液，再加入缓冲液，再加入 4-5 滴铬黑
10、滴铬黑 T 指示剂，立即用指示剂，立即用 EDTA 标液滴定，当溶液由标液滴定，当溶液由 红色红色变为变为蓝色蓝色即为终即为终点。平行测定点。平行测定 3 份，计算水样的总硬度，以份，计算水样的总硬度，以 mmol L-1 和德国度两种方式表示结果。和德国度两种方式表示结果。c(EDTA)V(EDTA)M(CaO)1?水的硬度（）V（水样）10实验注意事项：实验注意事项：?配位反应比酸碱反应速度要慢，滴定过程中应慢滴快摇。配位反应比酸碱反应速度要慢，滴定过程中应慢滴快摇。?配制配制EDTA 溶液时加入溶液时加入MgCl2的原因：当水样中的原因：当水样中Mg2+含量太少时，用含量太少时，用EDT
11、A测定水的硬度，终点变色不敏锐。在配制测定水的硬度，终点变色不敏锐。在配制EDTA 溶液时加入适溶液时加入适量量MgCl2，在滴定过程中，在滴定过程中Ca2+把把Mg2+从从Mg-EDTA中置换出来，中置换出来，Mg2+与与EBT形成紫红色化合物，终点时，颜色由紫红色变为纯兰色，较为形成紫红色化合物，终点时，颜色由紫红色变为纯兰色，较为敏锐。敏锐。?滴定终点时溶液为纯蓝色，若蓝中带紫，则滴定终点时溶液为纯蓝色，若蓝中带紫，则EDTA不足；若蓝中带绿，不足；若蓝中带绿，则则EDTA过量。过量。?EBT为一种有机弱酸，不同型体显示不同颜色，当为一种有机弱酸，不同型体显示不同颜色，当pH6.3时，显
12、紫时，显紫红色；红色；pH11.6时，显橙红色；时，显橙红色；6.3pH11.6时，显兰色。而时，显兰色。而EBT与金属离子形成的络合物为紫红色，因此与金属离子形成的络合物为紫红色，因此EBT用做金属指示剂使用的用做金属指示剂使用的pH范围为范围为6.311.6，但实验证明最佳酸度范围为，但实验证明最佳酸度范围为910。五、数据记录五、数据记录 总总硬硬度度测测定定数数据据记记录录 No EDTAEDTA标液浓度标液浓度（mol/Lmol/L）1 2 3 水样体积水样体积(mL)滴定初始读数滴定初始读数(m(mL)终点读数终点读数(m(mL)V(mL)六、思考题六、思考题 1.本节所使用的本节所使用的 EDTA，应该采用何种指示剂标，应该采用何种指示剂标定？最适当的基准物质是什么？定？最适当的基准物质是什么？2.滴定为什么要在缓冲溶液中进行滴定为什么要在缓冲溶液中进行?如果没有缓冲溶如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生？液存在，将会导致什么现象发生？-13.写出以（单位为写出以（单位为mgL）表示水的总硬度的计算）表示水的总硬度的计算公式，并计算本实验中水样的总硬度。公式，并计算本实验中水样的总硬度。
