EDTA溶液的配制和标定原理

1、EDTA 溶液的配制和标定（原理）EDTA 标准溶液的配制和标定一、实验目的1学习 EDTA 标准溶液的配制和标定方法 2掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点 3熟悉钙指示剂或二甲酚橙指示剂的使用及其终点的变化二、实验内容1 0.02molL-1EDTA溶液的配制；2以 CaCO3 和 ZnO 为基准物标定 EDTA 溶液三、实验仪器、设备及材料1仪器酸式滴定管（ 50.00mL ）；分析天平，台秤，量筒，大小烧瓶（ 500mL, 250mL ），锥形瓶 250mL ）等 2试剂乙二胺四乙酸二钠， CaCO3 ，氨水（ 1:1 ），镁溶液（溶解1克MgS047H2O 于水中，稀释至200mL

2、 ）, NaOH 溶液（ 10% 溶液），钙指示剂（固体指示剂） ，二甲酚 橙指示剂（ 0.2% 水溶液）四、实验原理乙二胺四乙酸（简称 EDTA ，常用 H4Y 表示）难溶于水，常 温下其溶解度为 0.2gL-1 ，在分析中不适用，通常使 用其二钠盐配制标准溶液。乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为120gL-1 ，可配成 0.3molL-1 以上的溶液，其 水溶液 pH=4.8 ，通常采用间接法配制标准溶液。标定 EDTA 溶液常用的基准物有 Zn 、 ZnO 、CaCO3 、Bi、 Cu 、MgSO47H2O 、Hg 、Ni、Pb 等。通常选用其中 与被测组分相同的物质作基准物，这样滴定条件较一

3、致。 EDTA 溶液若用于测定石灰石或白云石中 CaO 、MgO 的含 量，则宜用 CaCO3 为基准物。首先可加 HCl 溶液与之作用， 其反应如下：CaCO3+2HC4=CaCI2+H2O+CO2 然后把溶液转移到容量瓶中并稀释，制成钙标准溶液。吸取 一定量钙标准溶液， 调节酸度至 pH12 ，用钙指示剂 作指示剂以 EDTA 滴定至溶液从酒红色变为纯蓝色， 即为终 点，其变色原理如下：钙指示剂（常以 H2Ind 表示）在溶液 中按下式电离：H3Ind 2H+HInd2 -在 pH12 溶液中， H I n d 2- 与 Ca2+ 离子形成比较稳定 的络离子，反应如下：HInd2- +Ca

4、2+CaInd -+H+纯蓝色 酒红色 所以在钙标准溶液中加入钙指示剂，溶液呈酒红色，当用 EDTA 溶液滴定时，由于 EDTA 与 Ca2+ 离子形成 CaInd- 络 离子更稳定的络离子，因此在滴定终点附近， CaInd- 络离子 不断转化为较稳定的 CaY2- 络离子， 而钙指示剂则被游离了 出来，其反应可表示如下：Calnd-+H2丫2- CaY2-+ Hlnd2-+H20由于 CaY2- 离子无色， 所以到达终点时溶液由酒红色变成纯 蓝色。用此法测定钙，若 Mg2+ 离子共存(在调节溶液酸度为pH12 时，Mg2+离子将形成 Mg(0H)2沉淀)，此共 存的少量 Mg2+ 离子不仅不

5、干扰钙的测定，而且会使终点比 Ca2+ 离子单独存在时更敏锐。 当 Ca2+ 、Mg2+ 离子共存时， 终点由酒红色变到纯蓝色，当 Ca2+ 离子单独存在时则由酒 红色变紫蓝色，所以测定单独存在的 Ca2+ 离子时，常常加 入少量 Mg2+ 离子溶液。EDTA 若用于测定 Pb2+ 、Bi3+ 离子，则宜以 ZnO 或金属锌 为基准物，以二甲酚橙为指示剂，在pH=56的溶液中，二甲酚橙为指示剂本身显黄色，与 Zn2+ 离子的络合物呈紫 红色。 EDTA 与 Zn2+ 离子形成更稳定的络合物，因此用EDTA 溶液滴定至近终点时，二甲酚橙被游离出来，溶液由 紫红色变成黄色。 络合滴定中所用的蒸馏水

6、， 应不含 Fe3+、 Al3+ 、Cu2+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等杂质离子。五、实验步骤10.02molL-1EDTA 溶液的配制： 在台称上称取乙二胺四乙酸二钠 7.6 克，溶解于 300 400mL 温水中，稀释至 1 升，如混浊，应过滤，转移至 1000mL 细口瓶中，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配 制人。2以 CaCO3 为基准物标定 EDTA 溶液（1） 0.02molL-1 钙标准溶液的配制： 置碳酸钙基准物于称量瓶中，在 110C 干燥 2 小时， 冷却后，准确称取 0.20.25g碳酸钙于250mL烧杯中，盖 上表面皿，加水润湿，再从杯嘴边逐滴加入数毫升（ 1

7、+1 ） HCl 溶液，使之全部溶解。加水 50mL ，微沸几分钟以除去 CO2 。待冷却后转移至 250mL 容量瓶中，稀释至刻度，摇 匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。（2）用钙标准溶液标定 EDTA 溶液：用移液管移取 25.00mL 标准钙溶液于 250mL 锥形瓶中，加 入约 25 mL 水， 2mL 镁溶液， 10mL10%NaOH 溶液及约 10mg （米粒大小）钙指示剂，摇匀后，用 EDTA 溶液滴定 至溶液从红色变为蓝色，即为终点。3以 ZnO 为基准物标定 EDTA 溶液（1 ） 锌标准溶液的配制：准确称取在 800C 1000C 灼烧（需 20min 以上）过

8、的基准物 ZnO 0.5 0.6g 于 100mL 烧杯中，用少 量水润湿，然后逐滴加入 6molL-1HCl ，边加边搅至 完全溶解为止，然后，定量转移入 250mL 容量瓶中，稀释 至刻度并摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。（2 ）用锌标准溶液标定 EDTA 溶液：移取 25.00mL 锌标准溶液于 250mL 锥形瓶中，加约 30mL 水，23滴二甲酚橙为指示剂， 先加1:1氨水至溶液由黄色 刚变为橙色， 然后滴加 20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫 红色再多加3mL ,用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变成亮 黄色，即为终点。六、实验注意事项1 CaCO3 粉末加入 HCl

9、 溶解时， 必须盖上表面皿。 溶液必 须在微沸的状态下除去 CO2 。2 .选择合适的基准物质标定 EDTA，取决于EDTA将要滴 定的对象。3. 锌粒溶解速度比较慢， 需要大约 30min 所以需要提前溶解。七、思考题1 为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制 EDTA 标准溶 液，而不用乙二胺四乙酸？2以 HCl 溶液溶解 CaCO3 基准物时，操作中应注意些什 么？3以 CaCO3 为基准物标定 EDTA 溶液时，加入镁溶液的 目的是什么？EDTA 标准溶液配制与标定应注意事项4. 为什么要使用两种指示剂分别标定答案要点 :因为络合滴定中 ,EDTA 与金属离子形成稳定络合 物的酸度范围不

10、同 ,如 Ca2+,Mg2+ 要在碱性范围内 ,而 Zn2+,Ni2+,Cu2+ 等要在酸性范围内 .故要根据不同的酸度范 围选择不同的金属离子指示剂 ,从而在标定 EDTA 时 ,使用相 应的指示剂 ,可以消除基底效应 ,减小误差 .5. 在中和标准物质中的 HCl 时,能否用酚酞取代甲基红 ,为 什么 答案要点 :不能用酚酞取代甲基红 ,氨水中和盐酸 ,产物 NH4Cl 是强酸弱碱盐 ,呈弱酸性 ,而酚酞是碱性指示剂 ,故不能用酚酞 作指示剂 ,而甲基红的变色范围是 4.4-6.2, 可以用来做指示剂6.阐述 Mg2+-EDTA 能够提高终点敏锐度的原理 答案要点 :铬黑 T 与 Mg2+

11、 能形成稳定的络合物 ,显色很灵敏 , 但与 Ca2+ 形成的络合物不稳定 ,显色灵敏度低 , 为此在 pH=10 的溶液中用 EDRA 滴定 Ca2+ 时 ,常于溶液中先加入少 量 MgY, 使之发生置换反应 , 置换出 Mg2+: 置换出的 Mg2+ 与铬黑 T 显出很深的红 色 :Mg2+EBT=Mg-EBT（ 红色 ） 但 EDTA 与 Ca2+ 的络合能力比 Mg2+ 强 ,滴定时 ,EDTA 先与Ca2+络合，当达到终点时，EDTA 夺取Mg-EBT中的Mg2+, 形成 MgY,Y+Mg-EBT=MgY+EBT （ 蓝色）游离出的指示剂显蓝色 ,变色很明显 ,在这里 ,滴定前的 M

12、gY 与最后生成的 MgY 物质的量相等 ,故不影响滴定结果7.滴定为什么要在缓冲溶液中进行如果没有缓冲溶液存 在,将会导致什么现象发生答案要点 :在络合滴定过程中 ,随着 络合物的生成 ,不断有 H+ 释出M+H2Y=MY+2H+ 因此 ,溶液的酸度不断增大 ,酸度增大的结果 ,不仅降低了络合 物的条件稳定常数 ,使滴定突跃减小 ,而且破坏了指示剂变色 的最适宜酸度范围 ,导致产生很大的误差 .因此在络合滴定中 通常需要加入溶液来控制溶液的pH 值 .8.由于 EDTA 是白色结晶粉末 ,本身不易得到纯品 ,所以只 能用间接标定的方法来配制 .以铬黑 T 为指示剂，用金属离子 与 EDTA 作用，从而确定其