EDTA溶液的配制和标定(原理).doc

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10.02molL-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MgSO47H2O于水中，稀释至200mL），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+2HClCaCl2+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：H3Ind2H+HInd2-在pH12溶液中，HInd2-与Ca2+离子形成比较稳定的络离子，反应如下：HInd2-+Ca2+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：CaInd-+H2Y2-CaY2-+ HInd2-+H2O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(OH)2沉淀），此共存的少量Mg2+离子不仅不干扰钙的测定，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，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300400mL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+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800C1000C灼烧（需20min以上）过的基准物ZnO 0.50.6g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1CaCO3粉末加入HCl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+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MgY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，从而确定其准确