实验五水总硬度测定.ppt

实验五工业用水总硬度测定 nannanzh 酸碱滴定法 配位滴定法 络合滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法 滴定分析法 背景知识1 配位滴定分析的概念及基本原理 2 EDTA 3 金属指示剂的概念及其显色原理 4 掩蔽剂的概念及其作用 1 配位滴定分析的概念及原理也称络合滴定分析 是一种以配位反应为基础的滴定分析方法 配位滴定法广泛应用于金属离子的测定 最常用的是以乙二胺四乙酸二钠 EDTA 为滴定剂 滴定金属离子的方法 2 EDTA 乙二胺四乙酸二钠盐 C10H14N2Na2O8 2H2O 白色粉末 水溶性好 难溶于乙醇 乙醚等有机溶剂标定EDTA的基准物有Zn ZnO CaCO3 Bi Cu MgSO4 7H2O等 EDTA配位反应具有以下特点 EDTA能与大多数不同价态的金属离子形成配位比为1 1的 溶于水 使滴定反应能够在水溶液中进行 的稳定配合物 并且容易找到合适指示剂 与大多数金属离子配位反应速率快 反应几乎是一步形成 所以配位反应很完全 EDTA与金属离子的配位能力与溶液酸度有关 控制溶液酸度可提高滴定的选择性 酸度高配合物不稳定 酸度低易生成氢氧化物沉淀 3 金属指示剂及其显色原理是一种有机配位试剂 可与金属离子生成有颜色的配合物 EDTAIn MMIn MMY InA色B色由于金属离子与指示剂形成的配合物稳定性比金属离子与EDTA的配合物稳定性差 因此 EDTA能从MIn中夺取M生成MY 而使In游离出来 利用配位滴定终点前后 溶液中被测金属离子浓度的突变造成的指示剂两种存在形式 游离和配位 的转变而引起的颜色不同 指示滴定终点 稳定性CaY2 MgY2 MgIn CaIn 金属指示剂应具备如下条件 1 在滴定的pH范围内 它能与金属离子形成与自身颜色有明显差别的有色配合物 2 指示剂金属离子配合物的稳定性要适当 a 不能太高 否则EDTA不能夺取MIn中的M 即使过了化学计量点也不变色 失去指示剂的作用 b 不能太低 否则未到终点时就游离出来 使滴定终点提前到达 3 指示剂与金属离子生成的配合物应有易溶于水 配位反应必须灵敏 迅速 有良好的可逆性 4 掩蔽剂利用络合反应 氧化还原反应或沉淀反应 消除干扰离子的试剂 加入掩蔽剂来降低干扰离子的浓度 使之不能与EDTA配合 1 络合反应 如使用硫氰化钾检验含Fe3 的二价钴离子溶液 应用NaF作掩蔽剂 就是因为Fe3 与氟离子发生络合反应 2 沉淀反应 如检验某离子时 利用硫酸盐作为Ba2 的掩蔽剂 就是利用两者结合生成沉淀以消除离子干扰 3 氧化还原反应 如检验离子时 利用氨气作为次氯酸根离子的掩蔽剂 就是利用两者发生氧化还原反应而消除次氯酸根离子的干扰 一 实验目的1 掌握水的硬度的表示方法 2 学习配位滴定法测定水中总硬度的原理和方法 3 学会EDTA标准溶液的配制 标定和稀释 4 熟悉金属指示剂变色原理及滴定终点的判断 学科名词硬水 含有较多可溶性钙 镁化合物的水 硬水中含盐量一般以硬度表示 硬度单位是度 1度相当于每升水中含10mg的CaO 硬度在8以上者通常称为硬水 地下水 如井水 泉水 的含盐量较多 属于硬水 在硬水中 钙盐和镁盐以碳酸氢盐 碳酸盐 硫酸盐 氯化物和硝酸盐的形式存在 硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度 由于水中含有碳酸氢钙与碳酸氢镁而形成的硬度 经煮沸后可把硬度去掉 这种硬度称为暂时性硬度 水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度 经煮沸后不能去除的硬度 称为永久性硬度 总硬度测定是滴定Ca Mg总量 并以Ca计算 mg L 1 二 实验原理测定水的总硬度一般采用EDTA滴定法 在pH 10的氨性缓冲溶液中 以铬黑T为指示剂 用EDTA标准溶液滴定 在化学计量点前 Ca2 Mg2 与络黑T形成紫红色配合物 当用EDTA标准溶液滴定至化学计量点时 游离出指示剂 溶液呈现纯蓝色 滴定时 Fe3 Al3 等干扰离子 可用三乙醇胺掩蔽 Cu2 Pb2 Zn2 等金属离子可用KCN 氰化钾 Na2S掩蔽 EDTA Mg EBT EBT Mg EDTA 蓝色紫 酒 红色 紫 酒 红色蓝色 Mg2 EDTA Mg EDTA 无色 Ca2 EDTA Ca EDTA 无色 Mg2 EBT Mg EBT Ca EBT Mg EBT EDTA Ca EDTA Mg EDTA EBT 钙硬度的测定 钙含量的测定 pH 12 无色蓝色酒红色 Ca2 NN Ca NN EDTA Ca EDTA NN 置换出的指示剂指示终点 无色 蓝色 三 仪器与试剂仪器 酸式滴定管 25ml 烧杯 100ml 吸量管 5 10ml 量筒 100ml 锥形瓶 250ml 洗耳球试剂 自来水样 EDTA 0 02mol L待标液 CaCO3标准溶液 0 02mol L 三乙醇胺 1 1 氨性缓冲溶液K B指示剂 铬黑T指示剂 EBT 准备工作Ca标准溶液的配制近似0 02mol LEDTA溶液的配制 四 操作步骤1 EDTA溶液浓度的标定用移液管移取10 00ml钙标准溶液 置于250ml锥形瓶中 加10ml氨性缓冲溶液 用蒸馏水稀释到100ml 滴加3滴K B指示剂 摇匀 溶液显示紫红色 待用 用EDTA待标溶液滴定至钙标准溶液 溶液由紫红色变为蓝绿色即为终点 记录消耗的EDTA标准溶液的体积 平行做三次 计算EDTA标准溶液的浓度 C EDTA 10 00 C CaCO3 V EDTA 钙标准溶液滴定EDTA溶液的数据记录 2 自来水总硬度的测定取水样100ml 量筒 于250ml锥形瓶中 加入5ml三乙醇胺溶液 5ml氨性缓冲溶液 及3滴铬黑T指示剂 用EDTA标准溶液滴定 至溶液由紫红色变为纯蓝色 即为终点 平行测定三次 计算水的总硬度 以mg L表示分析结果 EDTA标准溶液滴定自来水硬度数据记录 五 注意事项1 吸量管的规范使用 2 滴定临近终点时应慢滴多摇 3 注意观察终点颜色变化 4 共存离子或干扰离子的掩蔽 六 结果和分析 七 讨论思考题1 与酸碱滴定法相比 络合滴定法的操作应注意的问题 由于配位反应速度慢于酸碱反应 因此当滴落点出现蓝色 消失慢时 要1滴多搅 否则终点易过 2 配位滴定中 为什么要加入缓冲溶液 因为EDTA本身是有机酸 在与Mn 的配位反应中有H 放出 H2Y2 Mn MYn 4 2H 随着反应的进行 溶液的酸度会增大 酸度的增加会影响已生成配合物的稳定性 也不能满足指示剂变色要求的最适宜酸度范围 导致产生很大的误差 因此 在测定中必须加入适量的缓冲溶液 3 用何种缓冲溶液 原因 实验是以NH3 NH4Cl为缓冲溶液 原因 实验中所用的指示剂是铬黑T pH 6 3pH 11 55H2In H