4EDTA标准溶液的配制标定及水中钙镁离子含量的测定

1、EDTA标准溶液配制标定及水中钙镁离子含量的测定一实验目的1. 掌握配位滴定的原理，了解配位滴定的特点；2. 掌握标定 EDTA 的基本原理及方法；3. 了解缓冲溶液的应用；4. 了解水的硬度测定意义和常用硬度表示方法；5. 掌握 EDTA 法测定水的硬度的原理、方法和计算；6. 掌握络合滴定指示剂的应用，了解金属指示剂的特点；7. 熟练掌握吸管和容量瓶的基本操作。二实验原理乙二胺四乙酸二钠盐简称 EDTA ，由于 EDTA 与大多数金属离子形成稳定的 1:1 型螯合 物，故常用作配位滴定的标准溶液。标定 EDTA 溶液的基准物有 Zn， ZnO， CaCO3， Cu， Bi, MgSO47H

2、2O, Ni, Pb等。通常选用的标定条件应尽可能与测定条件一致，以免引起系 统误差， 如果用被测元素的纯金属或化合物作基准物质， 就更为理想。 常见用纯金属锌作基 准物标定EDTA，可以用铬黑T作指示剂，用氨缓冲溶液，在 pH = 10进行标定。也可用钙 指示剂、二甲酚橙作指示剂，用六亚甲基四胺调节酸度，在 pH = 56 进行标定。本实验中采用 CaCO3作为基准物，用HCI把CaCO3溶解制成钙标准溶液， 用K-B指示剂（两种指示剂复配而成，可以使颜色变化更明显）指示滴定终点。在氨性缓冲溶液（pH =10）中用 EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变成蓝绿色为终点。滴定前Ca2+In =CaI

3、n纯蓝色酒红色滴定开始至终点前Ca2+Y=CaY终点时CaIn+Y=CaY +In酒红色纯蓝色水的硬度主要是指水中含有的钙盐和镁盐，其他金属离子如铁、铝、锰、 锌等离子也形 成硬度， 但一般含量甚少， 测定工业用水总硬度时可忽略不计。 测定水的硬度常采用配位滴 定法，用乙二胺四乙酸二钠盐 （EDTA） 溶液滴定水中 Ca、Mg 总量，然后换算为相应的硬度 单位。若水样中存在 Fe3+、AI 3+等微量杂质时，可用三乙醇胺进行掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用 Na2S 或 KCN 掩蔽。水的硬度常以氧化钙的量来表示。 各国对水的硬度表示不同， 我国沿用的硬度表示方法有两种：一种

4、以度（°计，1硬度单位表示十万份水中含1份CaO（即每升水中含10 mg CaO），即 1 °=10 mg _ CaO ;另一种以 CaO mmol L 表示。在与标定 EDTA 标准溶液相同的实验条件下，用已知准确浓度的 EDTA 溶液滴定水样 , 计算水样中Ca2+, Mg2+的总含量。如需分别得到Ca含量和Mg含量，可以用同等分的水样调节 pH = 12-13 ，使镁离子沉淀下来再去同样滴定出 Ca 含量， 两者差减即可得到 Mg 含量。三仪器与试剂仪器：酸式滴定管 (50 mL) 。台秤、分析天平、酸式滴定管、锥形瓶、移液管 (25 mL)、 容量瓶(250 mL)

5、、烧杯、试剂瓶、量筒 (100 mL)、表面皿。试剂：乙二胺四乙酸二钠 (Na2H2Y 2H2O , S, AR , Mr = 372.24 ); CaCO3(S,AR) Mr = 100.09 ; K-B指示剂；1:1 的盐酸(V:V) ; 1:1 氨水；NH3 H2O -NH4C1 缓冲溶液(pH 10 称取固体氯化铵67 g，溶于少量水中，加浓氨水 570 mL,用水稀释至1 L)。四实验步骤1. 0.01 mol L EDTA标准溶液的配制称取1.8-2.0g分析纯的乙二胺四乙酸二钠溶于100 mL温水中，再加入400mL水，摇匀。女口需久贮,最好贮存于聚乙烯塑料瓶中为佳。2. 0.0

6、1mol/L CaCO 3标准溶液的配制准确称量0.26-0.30g CaCO?,置于50 ml烧杯中，慢慢滴加 1:1 HCl 5ml使CaCO?完全溶 解,定量转移到 250.0ml 容量瓶中,三次洗涤烧杯的水都要转入,最后定容到 250.0ml。3. EDTA 溶液浓度的标定准确量取25.00 ml钙标准溶液于锥形瓶中，加入 10ml氨性缓冲溶液，再加入 3滴K-B指 示剂,用 EDTA 溶液 (装在酸式滴定管中 )滴定,滴定至溶液颜色由紫红色恰变为蓝绿色。 至少平行测定三次,至相对平均偏差小于0.2%为止。4. 水样中 Ca2+ 、 Mg 2+总量的测定移取25.00ml (精确)人工

7、水样于250ml容量瓶中，定容后，再移取上述稀释水样25.00ml, 加5ml NH3?H2O-NH4Cl缓冲溶液，再加3D K-B混合指示剂，用EDTA溶液(装在酸式滴 定管中 )滴定, 滴定至溶液颜色由紫红色恰变为蓝绿色。 至少平行测定三次, 注意接近终 点时应慢滴多摇,至相对平均偏差小于0.2%为止。注：本实验为人工水样不含杂质,因此可以不加入掩蔽剂, 如果测定实际水样需加入 5 mL 1:1 三乙醇胺, 若水样中含有重金 属离子，则加入1 mL 2% Na2S溶液掩蔽。五数据记录及处理自行设计数据记录表格,以及计算公式。计算EDTA溶液的浓度。计算水的总硬度，以度(°)和mm

8、olL-两种方法表示分析结果。 要求相对平均偏差 0.2%六思考题1. 配位滴定中为什么要加入缓冲溶液 ?2. 配位滴定与酸碱滴定法相比,有哪些不同点?操作中应注意哪些问题 ?3. EDTA 标准溶液和 Ca 标准溶液的配制方法有何不同 ?4. 为什么标定 EDTA 时加入 10mL 缓冲液而测定水样时加入 5mL 就可以？附录】1. 铬黑T对Mg2+显色灵敏度高，对Ca2+显色灵敏度低，当水样中Ca2+含量高而Mg2+很低时，得到不敏锐的终点，这时可采用KB混合指示剂。水样中含铁量超过10 mg-mL -时用三乙醇胺掩蔽有困难，需用蒸馏水将水样稀释到Fe3+不超过10 mgmL -即可。2.

9、 暂时硬度：水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬性：Ca（HCO3）2 t CaC03（完全）J + HO + CO2 TMg（HCO 3）2 t MgCO 3（不完全） J + H2O + CO2TMg（OH） 2J + CO2T3. 永久硬度：水中含有钙、镁的硫酸盐、 氯化物、硝酸盐， 在加热时亦不沉淀 （但在锅炉运行温度下， 溶解度低的可析出而成为锅垢） 。4. 暂时硬度和永久硬度总和称为 “总硬”。由镁离子形成的硬度称为 “镁硬 ”，由钙离子形成的硬度称为 “钙硬 ”。5. 水中钙镁含量，可用 EDTA 法测定。钙硬测定原理与以碳酸钙为基准物标定 EDTA 相同。总硬则 以铬黑 T 为指示剂，控制溶液的酸度为 pH = 10，用 EDTA 标液滴定。由 EDTA 溶液的浓度和体积 即可计算出水的总硬；总硬 钙硬 = 镁硬。6. 水的硬度表示法：表示方法有多种，随各国的习惯而有所不同，如德国度、法国度等，有将水中的盐类折算成碳酸钙而以碳酸钙的量作为硬度标准的， 也有将盐类合算成氧化钙而以氧化钙的