实验2 水总硬度的测定

1、实验二 水总硬度的测定(配位滴定法)实验日期：实验目的：1、学习EDTA标准溶液的配制方法及滴定终点的判断；2、掌握钙、镁测定的原理、方法和计算。一、水硬度的表示法：一、水硬度的表示法：一般所说的水硬度就是指水中钙、镁离子的含量。最常用的表示水硬度的单位有，目前 我国使用较多的表示方法有两种：一种是将所测得的钙、镁折算成CaO的质量，即每升水 中含有CaO的毫克数表示，单位为mgL-i ；另一种以度()计：1硬度单位表示10万 份水中含1份CaO(即每升水中含10mgCaO) , 1 = 10ppmCaO。这种硬度的表示方法称 作德国度。德国就是利用氧化钙(cao)的量dh),来描述硬度。三、

2、硬度是如何分级的？ (1)强软水(very soft water):德国硬度04dh之水，相当于碳酸盐硬度约089ppm之 水。(2)软水(softwater)：德国硬度58dh之水，相当于碳酸盐硬度约90159ppm之水。(3)适度硬水(medium hard water):德国硬度912dh之水，相当于碳酸盐硬度约 160229ppm之水。(4)中硬水(fairly hard water):德国硬度1318dh之水，相当于碳 酸盐硬度约230339ppm之水。(5)硬水(medium hard water):德国硬度1930dh之水，相当于碳酸盐硬度约340534 ppm之水。(6)强硬水

3、(very hard water)：德国硬度30dh 以上之水，相当于碳酸盐硬度535ppm以上之水。1、以度表示，1o=10 ppm CaO，相当10万份水中含1份CaO。2、以水中CaCO3的浓度(ppm )计相当于每升水中含有CaCO3多少毫克。二、测定原理：测定水的总硬度，一般采用配位滴定法即在pH=10的氨性溶液中，以格黑T作为指示剂， 用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色，即为终 点。反应如下：滴定前：EBT + Me (Ca2+、Mg2+)= MeEBT(蓝色)pH=10 (紫红色)滴定开始至化学计量点前：Hy- + Ca2+ =

4、 CaY2- + 2H+H Y2- + Mg2+ = MgY2- + 2H+2计量点时：H2Y2- + Mg-EBT = MgY2- + EBT +2H+(紫蓝色)(蓝色)滴定时,Fe3+、Al3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na2S 或巯基乙酸掩蔽。三、主要试剂1、0.02mol L-1 的LEDTA溶液 2、pHWNHNHfl缓冲溶液3、铬黑T:0.5%4、三乙醇胺(1:2)5、HCl溶液1:16、0.01000molL-1的Zn2+标准溶液四、测定过程1、EDTA溶液的标定准确移取25.00ml的Zn2+标准溶液3份，置于250ml的锥形

5、瓶中，滴加氨水刚产生白色沉 淀，加20ml NH3-NH4Cl缓冲溶液，加入铬黑T指示剂23滴，用欲标定的EDTA溶液滴定到 由紫红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗的EDTA溶液体积，根据滴定时用去的EDTA溶液体积 计算EDTA溶液的准确浓度。2、水样测定取水样100ml，注入锥形瓶中，加1：1的!Cl12滴酸化水样。煮沸数分钟，除去CO2， 冷却后，加入5 ml三乙醇胺溶液，5ml NHNHfl缓冲溶液，加入铬黑T指示剂23滴， 用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。再重复测定二次，以含CaCO 3的浓度(ppm)表示硬度。水总硬度=(CV )EDTA M *c。3 x 1

6、000 (单位： ppm )水样(ml )五、实验报告1、EDTA溶液的标定序号 锌标准溶液/mlV (EDTA) /ml C (EDTA) / (molL-1)平均值 RSD1232、水样测定序号 V (水样)/ml V (EDTA) /ml水的硬度/ppm平均值 RSD123注释铬黑T与Mg2+显色灵敏度高，与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，可采用KB混合指示剂。水样中含铁量超过10mg - mL-1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10mg mL-1即可。思考题配制CaCO3溶液和EDTA溶液时，各采用何种天平

7、称量?为什么？格黑T指示剂是怎样指示滴定终点的？以HCl溶液溶解CaCO3基准物质时，操作中应注意些什么？配位滴定中为什么要加入缓冲溶液？用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰?如何消除？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?1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液?答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值，否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定。因 此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。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

8、什么？如何控制?答：用CaCO3为基准物质，以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时，因为钙指示剂与Ca2+在pH=1213之间能形成酒红色络合物，而自身呈纯蓝色，当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色，所以用NaOH控制溶液的pH为1213。以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+标定EDTA浓度的实验中，溶液的pH为多少? 解：六次甲基四胺与盐酸反应为：(CH ) N +HCl=(CH ) N+H+-C1-26 42,6反应中盐酸的物质的量：-x 1 2 x = 4.8 x 1 0- 3 mol 51000六次甲基四胺的物质的量：10200 x 一0 = 1.43 x 10 - 2 mol140故六次甲

9、基四胺过量。缓冲体系中剩余六次甲基四胺的浓度为：200 乂逃- 1 x 12 x 二 14051000vw r 0.30mol - L-1321000六次甲基四胺盐的浓度为：1C = -51000 = 0.15 mol - L 132a1000根据一般缓冲溶液计算公式:得：C pH = pK + lg -baC pH = （14 - pK ） + lg b a0.3 0=14 - 8.85 + lg0.1 5=5.45（六次甲基四胺pK=8.85）络合滴定法与酸碱滴定法相比，有那些不同点？操作中应注意那些问题？答：络合滴定法与酸碱滴定法相比有下面两个不同点：络合滴定中要求形成的配合物（或配离子

10、）要相当稳定，否则不易得到明显的 滴定终点。在一定条件下，配位数必须固定（即只形成一种配位数的配合物）。什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬度？答：水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。计算水的总硬度的公式为：） EDTACa X 1000（mgL1）V水（我）EDTA L X 100（o）V水6.为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制pH%1Q,而滴定Ca2+分量时要控制pH为1213？若pH13时测Ca2+对结果有何影响?答：因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用格黑T作指示剂，格黑T在pH为811之间为 蓝色，与金属离子形成的配合物为紫红色，终点时溶液为蓝色。所以溶液的pH值要控制为

11、 10。测定Ca2+时，要将溶液的pH控制至1213，主要是让Mg2+完全生成Mg（OH）2沉淀。以保证准确测定Ca2+的含量。在pH为1213间钙指示剂与Ca2+形成酒红色配合物，指示 剂本身呈纯蓝色，当滴至终点时溶液为纯蓝色。但pH13时，指示剂本身为酒红色，而无 法确定终点。如果只有格黑T指示剂，能否测定Ca2+的含量？如何测定？答：如果只有格黑T指示剂，首先用NaOH调pH12，使Mg2+生成沉淀与Ca2+分离， 分离Mg2+后的溶液用HCl调pH=10，在加入氨性缓冲溶液。以格黑T为指示剂，用Mg-EDTA 标准溶液滴定Ca2+的含量。od10.01013 x 6.76 x 56.08x100 = 3.84100 .00.01000 x 25.0024.70=0.010120.01000 x 25.0024.67=0.010130.01013 + 0.01012 + 0.01013=0.01013I （3.84 二 3.83）2 +（3.83