实验44自来水硬度的测定-配位滴定法

1、实验44 自来水硬度的测定配位滴定法44.1 实验目的（1）了解自来水硬度的测定意义和水硬度常用的表示方 （2）掌握EDTA标准溶液的配制和标定。（3）掌握EDTA法测定水硬度的原理及方法。44.2 实验原理 通常称含较多量Ca2+、Mg2+的水为硬水，水的总硬度是指水中含有Ca2、Mg2的总量。硬度又分钙硬度和镁硬度，钙硬度是由Ca2+引起的，镁硬度是由Mg2+引起的。 水的总硬度测定一般采用配位滴定法（也叫络合滴定法），在pH10的氨缓冲溶液中，以铬黑T（EBT）为指示剂，用EDTA标准溶液直接测定Ca2+、Mg2+总量。由于KCaYKMgYKMg-EBTKCa-EBT，铬黑T先与部分Mg

2、络合为Mg-EBT（酒红色）。当EDTA滴入时，EDTA与Ca2+、Mg2+络合，终点时EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+，将EBT置换出来，溶液有酒红色转为纯蓝色。测定失重钙离子时，另取等量水样加NaOH调节溶液pH为1213，使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，加入钙指示剂，用EDTA滴定，测定水中的Ca2+含量。已知Ca2+、Mg2+的总量及Ca2+的含量，即可算出Mg2+的含量。 式中，c为EDTA标准溶液的浓度（molL-1），V1、V2分别为测定Ca2+、Mg2+总量、Ca2+含量所耗EDTA体积(mL)，V为水样体积(mL)。 滴定时Fe3+、Al3+的干扰可用三乙醇胺掩蔽，Cu

3、2+、Pb2+、Zn 2+等重金属离子可用KCN、Na2S掩蔽。44.3 实验步骤 1、0.020 molL-1EDTA溶液的配制和标定 EDTA溶液的配制：称取4.0 g乙二胺四乙二酸二钠加入200 mL水微热溶解稀释配成500 mL溶液Ca标准溶液配制用水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度用烧杯称取0.050.55g CaCO3少量水润湿盖上表面皿慢慢滴加1:1的HCl 5mL溶解加少量水稀释定量转移至250mL容量瓶EDTA溶液的标定移取25mL Ca标准溶液40 gL-1NaOH溶液小量钙指示剂EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色平行做三份，计算EDTA标准溶液的浓度 2、自来水硬度

4、的测定 打开水龙头，先放数分钟，用已洗净的试剂瓶接水样5001000mL，盖好瓶塞备用。 （1）Ca2+、Mg2+总量的测定移取自来水样100 mL加入10 mL氨性缓冲溶液30 mg铬黑TEDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点平行滴定3次，计算Ca2+、Mg2+总量或总硬度记下EDTA的用量V1 (ml)注：必要时加掩蔽剂掩蔽Fe3+、Al3+。（2）Ca2+含量的测定Mg2+的含由量Ca2+、Mg2+总量与Ca2+含量之差计算而得。取水样100 mL加入5 mL 40 gL-1NaOH溶液钙指示剂30 mg用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点EDTA的用量V2(

5、mL)平行滴定3次，计算Ca2+含量或总硬度44.4 注意事项 （1）铬黑T与Mg2+显色的灵敏度高，与Ca2+显色的灵敏度低，当水样中Ca2+含量很高，而Mg2+含量很低时，往往得不到敏锐的终点。可在水样中加入少量Mg-EDTA，利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性，或者改用K-B指示剂。 （2）滴定时，因反应速度较慢，在接近终点时，标准溶液慢慢加入，并充分摇动；因氨性溶液中，当Ca(HCO3)2含量高时，可慢慢析出CaCO3沉淀使终点拖长，变色不敏锐。这时可于滴定前将溶液酸化，即加入12滴1:1的HCl，煮沸溶液以除去CO32-。但HCl不宜多加，否则影响滴定时溶液的pH。44.5

6、问题讨论 （1）用CaCO3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？应如何控制？ （2）什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬度？ （3）为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时，要控制pH10，而滴定Ca2+含量时要控制pH为1213？若pH13时测定Ca2+对结果有和影响？ （4）如果只有铬黑T指示剂，能否测定Ca2+含量？如何测定。44.6 参考答案 （1）用CaCO3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？应如何控制？ 答：CaCO3为基准物，以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时，因钙指示剂与Ca2+在pH1213之

7、间能形成酒红色络合物，而自身颜色为纯蓝色，当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色，所以用NaOH控制溶液的酸度为pH1213。 （2）什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬度？ 答：水中Ca2+、Mg2+总量称为水的总硬度。1000（gL1）100（0） （3）为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时，要控制pH10，而滴定Ca2+含量时要控制pH为1213？若pH13时测定Ca2+对结果有和影响？ 答：因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T指示剂，铬黑T指示剂在pH为811时为蓝色。与金属离子形成的配合物为紫红色，终点为蓝色，所以溶液要控制pH10。滴定Ca2+含量时要将pH控制为1213，主要是使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀，以保证准确测定Ca2+含量，钙指示剂与Ca2+在pH1213之间能形成酒红色络合物，而自身颜色为纯蓝色，当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色。当pH13时测定Ca2+指示剂本身为酒红色，无法确定终点。 （4）如果只有铬黑T指示剂，能否测定Ca2+含量？如何测