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文档简介
1、4、相关的计算公式实验十二-水硬度的测定实验十二水硬度的测定一实验目的1、了解硬度的常用表示方法;2、学会用配位滴定法测定水中钙镁含量,钙含量的原理和方法3、掌握铬黑T,钙指示剂的使用条件和终点变化。二、实验原理1、总硬度、钙硬度、镁硬度的概念及表示方法;水的硬度主要是指水中含可溶性的钙盐和镁盐。总硬度通常以每L水中含的碳酸钙的mg数,即mg/L钙硬度即每1L水中含的钙离子的mg数,mg/L.镁硬度即每1L水中含的镁离子的mg数,mg/L总硬度的测定条件与原理测定条件:以NH-NHCl缓冲溶液控制溶液pH=10,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定水样。34原理:滴定前水样中的钙离子和镁离子与加入
2、的铬黑T指示剂络合,溶液呈现酒红色,随着EDTA的滴入,配合物中的金属离子逐渐被EDTA夺出,释放出指示剂,使溶液颜色逐渐变蓝,至纯蓝色为终点,由滴定所用的EDTA的体积即可换算出水样的总硬度。钙硬度的测定条件与原理;测定条件:用NaOH溶液调节待测水样的pH为13,并加入钙指示剂,然后用EDTA滴定。原理:调节溶液呈强碱性以掩蔽镁离子,使镁离子生成氢氧化物沉淀,然后加入指示剂用EDTA滴定其中的钙离子,至酒红色变为纯蓝色即为终点,由滴定所用的EDTA的体积即可算出水样中钙离子的含量,从而求出钙硬度。钙硬度=(CV2)EDTAMCa/0-1镁硬度总硬度=(CV)M/011EDTACaCO3C(
3、V-V)M/0112Mg三实验步骤实验步骤思考题总硬度的测定用100mL吸管移取三份水样,分别加5mLNH-NHCl缓冲34溶液,23滴铬黑T指示剂,用EDTA标准溶液滴定,溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。1、水硬度的测定包括哪些内容?如何测定?2、我国如何表示水的总硬度,怎样换算成德国硬度?3、用Zn2+标准溶液标定EDTA标准溶液有一种方法,水硬度的测定实验中所用EDTA应用哪种方法标定?4、怎样移取100mL水样?5、为什么测定钙、镁总量时,要控制pH=10?叙述它的测定条件。6、测定总硬度时,溶液中发生了哪些反应,它们如何竞争7、如果待测液中只含有Ca2+,能否用铬黑T为指示剂进行测定
4、?钙硬度测定用100mL吸管移取三份水样,分别加2mL6molL-iNaOH溶液,56滴钙指示剂,用EDTA标准溶液滴定,溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。8、测定钙硬度时,为什么加2mL6molL-1NaOH溶液使溶液的pH=1213?叙述它的测定条件。9、为什么钙指示剂能在pH=1213的条件下指示终点?10、怎样减少测定钙硬度时的返红现象?11、怎样做空白实验,为什么要做空白实验,实验中为什么不做?12、怎样表示实验结果?13、如水样中含有A13+、Fe3+、Cu2+,能否用铬黑T为指示剂进行测定,如可以,实验应该如何做?6、测定总硬度时,溶液中发生了哪些反应,它们如何竞争6、测定总硬度时
5、,溶液中发生了哪些反应,它们如何竞争五、思考题四实验数据记录与处理总硬度的测定序号123自来水体积V/mL水V初/mLV终/mLV总/mL平均体积V/mL1总硬度/mg/L平均值/mg/L(舍前)ST平均值/mg/L(舍后)钙硬度的测定序号123自来水体积V*/mL水V初/mLV终/mLV总/mL平均体积V/mL2钙硬度/mg/L平均钙硬度/mg/L(舍前)ST平均钙硬度/mg/L(舍后)镁硬度WV11、水硬度的测定包括哪些内容?如何测定?1水硬度的测定包括总硬度与钙硬度的测定,镁硬度则根据实验结果计算得到;2可在一份溶液中进行,也可平行取两份溶液进行;TOC o 1-5 h z在一份溶液中进
6、行;先在pH=12时滴定Ca2+,再将溶液调至pH=10(先调至pH=3,再调至pH=10,以防止Mg(OH)或MgCOs等形式存在而溶解不完全),滴定Mg2+。23.平行取两份溶液进行:一份试液在pH=10时测定Ca,Mg总量,另一份在pH=12时测定Ca,由两者所用EDTA体积之差求出Mg的含量。本实验釆用第二种方法。2、我国如何表示水的总硬度,怎样换算成德国硬度?我国通常以1X10-3gL-iCaCO表示水的总硬度,德国以10X10-3gL-iCaO表示水的硬度,因此,如以我国1X10-3gL-】CaCO表示的总硬度换算成德国度时,._3._需乘以系数0.056。德国度。DH(10X10
7、-3gL-iCaO)=总硬度(gL-iCaCO)X56.08/(100.09X10)=总硬度(gL-iCaCO)X0.056333、怎样移取100mL水样?由于移取的水样体积大,因此移取时盛水样的烧杯为400mL;吸取水样用水泵、真空泵,而不是洗耳球;将真空泵上的橡皮管微接(不是全部套住)100mL吸管的管口,使水以适中的速度进入吸管。若全部套住,进水速度快,会带入大量小气泡(水呈浑浊样),使移取的体积不准。注意右手食指的操作,因100mL吸管的上口管径大,溶液下流快,故调节液面至刻度线时,应微松食指使液面缓缓下降,以控制液面的最低点恰与刻度线相切,同时紧按食指,使液面不再下降,使移取水样的体
8、积准确。每个实验室公用三支100mL无分度吸管,以及相配套的400mL烧杯及表面皿。5、为什么测定钙、镁总量时,要控制pH=10?叙述它的测定条件。因稳定常数CaY2-MgYr滴定Ca2+的最低pH=8,滴定Mg2+的最低pH=10,指示剂铬黑T使用的最适宜pH范围为910.5,因此测定时pH=10。测定总量的条件为,在pH=10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂。在pH=10的缓冲溶液中,加入铬黑T指示剂后,指示剂先与Mg2+配位(为什么?)为MgIn-,当滴加EDTA后,EDTA先与游离的Ca2+、Mg2+配位,最后夺取MgIn-中的Mg2+:MgIn-+HY2-=MgY2-+Him-+H
9、+2溶液的颜色由酒红色变为纯蓝色。7、如果待测液中只含有Ca2+,能否用铬黑T为指示剂进行测定?若按本实验条件用直接滴定法测定总硬度,则不能。经计算可知,在pH=10的氨性溶液中,以铬黑T为指示剂,用0.02molL-】EDTA滴定0.02molL-iCa2+溶液,终点误差为-15%;若滴定的是002molL-iMg2+溶液,终点误差为0.11%。此结果表明,采用铬黑T为指示剂时,尽管CaY比MgY稳定,但测定钙的终点误差较大,这是由于铬黑T与Ca2+显色不灵敏所致。若按照置换滴定法进行实验,则可以。只要在溶液中加入少量MgY,在pH=10的条件下,用铬黑T为指示剂就能进行测定8测定钙硬度时,
10、为什么加2mL6molL-1NaOH溶液使溶液的pH=1213?叙述它的测定条件。在pH=1213的条件,Mg2+形成Mg(OH)沉淀,不干扰钙的测定。2钙硬度的测定条件:pH=1213,以钙指示剂为指示剂。9为什么钙指示剂能在pH=1213的条件下指示终点?在溶液中,钙指示剂存在下列平衡:=7.4pK=13.5HIn-2酒红色a2a3HIn2-In3-蓝色酒红色由于Min为酒红色,要使终点的变色敏锐,从平衡式看7.4pH13.5就能满足。为了排除Mg2+的干扰,因此在pH=1213的条件下,滴定钙,终点呈蓝色。10、怎样减少测定钙硬度时的返红现象?测定钙硬度时,采用沉淀掩蔽法排除Mg2+对测
11、定的干扰,由于沉淀会吸附被测离子Ca2+和钙指示剂,从而影响测定的准确度和终点的观察(变色不敏锐),因此测定时注意:在水样中加入NaOH溶液后放置或稍加热(298K),待看到Mg(OH)沉淀后再2加指示剂。放置或稍加热使Mg(OH)沉淀形成,而且颗粒稍大,以减少吸附;2近终点时慢滴多搅,即滴一滴多搅动,待颜色稳定后再滴加。11、怎样表示实验结果?总硬度:计算三份水样的总硬度(gL-iCaCO),求平均值(包括S,T等3处理),将总硬度转化为德国度,说明水样是否符合饮用水标准;钙硬度:取三次测定钙硬度时所得的EDTA标准液体积V的平均值;计算钙硬亠2度(gL-iCa2+);镁硬度:取三次测定总硬
12、度时所得的EDTA标准液体积V的平均值;由体积V的平均值和体积V的平均值计算镁硬度(gL-iMg2+):1213、如水样中含有A13+、Fe3+、Cu2+,能否用铬黑T为指示剂进行测定,如可以,实验应该如何做?由于Al3+、Fe3+、Cu2+等对指示剂有封闭作用,如用铬黑T为指示剂测定此水样,应加掩蔽剂将它们掩蔽:Ab、Fe3+用三乙醇胺,CU2+用乙二胺或硫化钠掩蔽。例:取适量体积的水样,加入3mL三乙醇胺(200gL-i水溶液),5mL氨性缓冲溶液,1mL20gL-】NaS溶液,23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。怎样选择标定EDTA标准液的工作基准
13、试剂?选择工作基准试剂的原则是与测定对象尽量一致,因此在水硬度的测定中,标定EDTA溶液的工作基准试剂也可选用CaCO3。CaCO3基准试剂的干燥将CaCO3放烘箱中于393K下干燥2h,稍冷后置于干燥器中冷至室温。CaCO3标准溶液配制准确称取0.17020gCaCO3,先用少量水湿润,盖上表面皿,缓慢加1:1HCl10mL,加热溶解。溶解后将溶液转入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。001moIL-iEDTA标准溶液的标定用吸管吸取2500mLCa2+试液,加入10mLpH=10的氨缓冲溶液,23滴K-B指示剂(0.2g酸性铬蓝K和04g萘酚B,配制为1000mL水溶液),用EDT
14、A溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色,即为终点。用含Mg-EDTA的缓冲溶液(见下面的讨论2),以铬黑T为指示剂标定。若水样中Mg2+的含量较低时,应如何测定水硬度?当水样中Mg2+的含量较低时(一般要求相对于Ca2+来说须有5%Mg2+存在),因用铬黑T指示剂往往得不到敏锐的终点,可在EDTA标准溶液中加入适量Mg2+(标定前加入Mg*对终点没有影响)或者在缓冲溶液中加入一定量的Mg-EDTA盐,利用置换滴定法的原理来提高终点变色的灵敏性,后者配法如下:氨性缓冲溶液pH=10;称取20gNH4Cl,加100mL浓氨水,加Mg2+EDTA盐全部溶液,用水稀释至1L;Mg-EDTA盐溶液的配制,称
15、取025gMgCl26H2O于100mL烧杯中,加入少量水溶解后转入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,用干燥的吸管移取50.00mL溶液,加5mLpH=10的氨缓冲溶液,45滴铬黑T指示剂,用01molL-iEDTA溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色,即为终点。取此同量的EDTA溶液加入容量瓶剩余的镁溶液中,即成Mg2+-EDTA盐,将此溶液全部倾入上述缓冲溶液中。采用K-B混合指示剂,终点颜色由紫红色变为蓝绿色。吸取水样的体积不准。原因操作不准确或不熟练;思考题4答案中3、4未做好。解决办法尊多练习吸管的操作。终点过。原因斗急躁;不了解配位反应的特点:反应速度比酸碱反应慢。解决办法导近终点,滴一
16、滴多摇动。加错指示剂。B.原因解决办法先看标签再取指示剂,若不仔细看标签,就会将颜色相近的两种指示剂(铬黑T、钙指示剂)取错。在配位滴定中,采用不同的滴定方式,不仅可以扩大配位滴定的应用范围,而且可以提高配位滴定的选择性。V1直接滴定法直接滴定法是配位滴定中的基本方法。这种方法是将试样处理成溶液后,调节至所需要的酸度,加入必要的其他试剂和指示剂,直接用EDTA滴定。采用直接滴定法时,必须符合下列条件。被测离子的浓度C及其EDTA配合物的条M件稳定常数K应满足lg(cK)6的要求,MYMMY至少应在5以上。配位速度应该很快。应有变色敏锐的指示剂,且没有封闭现象。在选用的滴定条件下,被测离子不发生
17、水解和沉淀反应。金属离子的水解沉淀反应是容易防止的。例如,在pH=l0时滴定Pb2+,可先在酸性试液中加入酒石酸盐,将Pb2+配位,再调节溶液的pH为l0左右,然后进行滴定。这样就防止了Pb2+的水解。在这里,酒石酸盐是辅助配位剂。v2返滴定法返滴定法是在试液中先加入已知量过量的EDTA标准溶液,用另一种金属盐类的标准溶液滴定过量的EDTA,根据两种标准溶液的浓度和用量,即可求得被测物质的含量。返滴定剂所生成的配合物应有足够的稳定性,但不宜超过被测离子配合物的稳定性太多,否则在滴定过程中,返滴定剂会置换出被测离子,引起误差,而且终点不敏锐。返滴定法主要用于下列情况:釆用直接滴定法时,缺乏符合要
18、求的指示剂,或者被测离子对指示剂有封闭作用。被测离子与EDTA的配位速度很慢。被测离子发生水解等副反应,影响测定。例如A13+的滴定,由于存在下列问题,故不宜釆用直接滴定法。A13+对二甲酚橙等指示剂有封闭作用。Al3+与EDTA配位缓慢,需要加过量EDTA并加热煮沸,配位反应才比较完全。=J在酸度不高时,A13+水解生成一系列多核氢氧基配合物,如Al2(H2O)6(OH)33+,Al3(H2O)6(OH)63+等,即便将酸度提高至EDTA滴定A13+的最高酸度(pH=41),仍不能避免多核配合物的形成。铝的多核配合物与EDTA反应缓慢,配位比不恒定,故对滴定不利。为了避免发生上述问题,可采用
19、返滴定法。为此,可先加入一定量过量的EDTA标准溶液,在pH=35时,煮沸溶液。由于此时酸度较大(pHv41),故不致于形成多核氢氧基配合物;又因EDTA过量较多,故能使A13+与EDTA配位完全。配位完全后,调节溶液pH至56(此时AlY稳定,也不会重新水解析出多核配合物),加入二甲酚橙,即可顺利地用Zn+标准溶液进行返滴定。置换滴定法11利用置换反应,置换出等物质的量的另一金属离子,或置换出EDTA,然后滴定,这就是置换滴定法。置换滴定法的方式灵活多样。a置换出金属离子被测离子M与EDTA反应不完全或所形成的配合物不稳定,可让M置换出另一配合物(如NL)中等物质的量的N,用EDTA滴定N,
20、即可求得M的含量。M+NL=ML+N例如,Ag+与EDTA的配合物不稳定,不能用EDTA直接滴定,但将Ag+加入到Ni(CN)42-溶液中,贝0:2Ag+Ni(CN)42-=2Ag(CN)2-+Ni2+在pH=10的氨性溶液中,以紫脲酸铵作指示剂,用EDTA滴定置换出来的Ni2+,即可求得Ag+的含量。b置换出EDTA将被测离子M与干扰离子全部用EDTA配位,加入选择性高的配位剂L以夺取M,并释放出EDTA:MY+L=ML+Y反应后,放出与M等物质的量的EDTA,用金属盐类标准溶液滴定释放出来的EDTA,即可测得M的含量。例如,测定锡合金中的Sn时,可于试液中加入过量的EDTA,将可能存在的P
21、b2+,Zn2+,Cd2+,Bi3+等与Sn(IV)一起配位。用Zn+标准溶液滴定,配位过量的EDTA。加入NH4F,选择性地将SnY中的EDTA释放出来,再用Zn+标准溶液滴定释放出来的EDTA,即可求得Sn(IV)的含量。置换滴定法是提高配位滴定选择性的途径之此外,利用置换滴定法的原理,可以改善指示剂指示滴定终点的敏锐性。例如,铬黑T与Mg2+显色很灵敏,但与Ca+显色的灵敏度较差,为此,在pH=10的溶液中用EDTA滴定Ca+时,常于溶液中先加入少量MgY,此时发生下列置换反应:MgY+Ca2+=CaY+Mg2+,=J置换出来的Mg2+与铬黑T显很深的红色。滴定时,EDTA先与Ca2+配
22、位,当达到滴定终点时,EDTA夺取Mg-铬黑T配合物中的Mg2+,形成MgY,游离出指示剂,显蓝色,颜色变化很明显。在这里,滴定前加入的MgY和最后生成的MgY的物质的量是相等的,故加入的MgY不影响滴定结果。用CuY-PAN作指示剂时,也是利用置换滴定法的原理。间接滴定法有些金属离子和非金属离子不与EDTA配位或生成的配位物不稳定,这时可以釆用间接滴定法。例如钠的测定,将Na+沉淀为醋酸铀酰锌钠NaAcZn(Ac)23UO2(Ac)29H2O,分出沉淀,洗净并将它溶解,然后用EDTA滴定Zn+,从而求得试样中Na+的含量。间接滴定法手续较繁,弓I人误差的机会也较多,故不是一种理想的方法。水的
23、硬度以及表示方法水的硬度主要是指水中含可溶性的钙盐和镁盐。含这两种盐量多的为硬水,含量少的为软水。可测定钙盐和镁盐的合量,或分别测定钙、镁的含量,前者称总硬度的测定,后者是钙、镁硬度的测定。硬度的表示单位德国硬度1德国硬度(1oDH)相当于氧化钙含量为10mgL-i,或是氧化钙浓度为0178mmolL-i所引起的硬度。英国硬度1英国硬度(loclark)相当于碳酸钙含量为143mgL-i,或是碳酸钙浓度为0143mmobL-i所引起的硬度。法国硬度1法国硬度(lodegreef)相当于碳酸钙含量为10mgL-1,或是碳酸钙浓度为01mmo卜L-1所引起的硬度。美国硬度1美国硬度(1ppm)相当
24、于碳酸钙含量为1mgL-1,或是碳酸钙浓度为0O1mmo卜L-1所引起的硬度。我国生活饮用水卫生标准(GB-5749-85)中规定:我国总硬度以碳酸钙计不得超过0450gL-i。硬度,由于在不同的国家有不同的定义,因此,ISO国际标准早已不再使用“硬度”这一旧的术语,而采用“钙镁总量”代替之,并用B的浓度表示结果。考虑到水中阴离子的组成,钙镁总量又分为两类。(1)碳酸盐钙镁含量亠般指Ca2+、Mg2+的酸式碳酸盐,这类钙镁在将水加热煮沸时,易形成沉淀而被除去。过去把这种钙镁含量称为暂时硬度或碱性硬度(temporaryoralkalinehardness),现记作c(Ca2+Mg2+)t,也可
25、记为c(Ca+Mgt表示暂时的。(2)非碳酸盐钙镁含量指不能用煮沸方法除去的钙镁含量,主要由钙镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐所致。过去把这种钙镁含量称为永久硬度或非碱性硬度(permanentorno-alkalinehardness),现记作c(Ca2+Mg2+),也可记为sc(CaMg)s,s表示永久的。(1)、(2)两种类型钙镁含量的总和即为钙镁总量,过去称为总硬度。测定水中的钙镁总量,一般用EDTA滴定法:将水样用NH3-NH4C1缓冲溶液调至pH=10001,加入指示剂铬黑T,此时溶液显紫红或紫色,然后用EDTA标准溶液滴定至溶液显纯蓝色,即为终点。这种测定方法测得的是Ca2+、Mg2+
26、总量,既分不清是Ca2+还是Mg2+,也分不出Ca2+、Mg2+各是多少,而只是Ca2+Mg2+的总量。按照ISO及我国国家标准的规定,测定结果按下式汁算c(Ca2+Mg2+)=c(EDTA)V(EDTA)/Vs式中c(EDTA)EDTA的浓度;滴定时消耗的V(EDTA)EDTA的体积;Vs水样体积。按照此式求得的结果,若表示为c(Ca2+Mg2+),称为“钙镁离子浓度”;也可记为c(Ca+Mg),称为“钙镁总量”。常用单位为mobL-1或mmolL-1。使用时注意:作为基本单元的(Ca+Mg2+)或(Ca+Mg),只是代表钙镁的总量,并不表示钙镁离子数或原子数之比为1:1。*注:国标是以质量
27、浓度或物质的量浓度表示硬度。钙指示剂的化学名称是2-羟基-1-(2-羟基-4-磺酸基-1-萘偶氮基)-3-萘甲酸,结构式为:CCOH在溶液中,钙指示剂存在下列平衡:叱MP皤、HIn、In_酒红色蓝色酒红色纯的钙指示剂是紫黑色粉未,它的水溶液或乙醇溶液都不稳定,故一般取固体试剂用NaCl粉末稀释后使用。钙指示剂与Ca2+显红色,灵敏度高。在pH=1213滴定Cai+时,终点呈蓝色。钙指示剂受封闭的情况与铬黑T相似,但可用KCN和三乙醇胺联合掩蔽,消除指示剂的封闭现象。一般含有钙、镁盐类的水称为硬水(hardwater)。水的硬度通常分为总硬度和钙、镁硬度。总硬度(totalhardness)指钙
28、盐和镁盐的合量,钙、镁硬度则是分别指两者的含量。水的硬度是水质控制的一个重要指标。各国表示硬度的单位不同。我国通常以1mgL-iCaCO3表示水的硬度。测定水的硬度时,通常在两个等份试样中进行。一份测定CH2+、Mgi+合量,另一份测定Ca2+,由两者所用EDTA体积之差即可求出Mgi+的量。测定Ca2+、Mg2+合量时,在pH=10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定至酒红色变为纯蓝色。测定Ca2+时,调节pH=12,使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀,用钙指示剂作指示剂,用EDTA滴定至红色变成纯蓝色。掩蔽法是一种应用广泛、行之有效的提高选择性的方法。为了消除N离子的干扰,可加
29、一种与N反应的试剂,使N离子的浓度降低,从而降低乃至消除N的干扰,这便是掩蔽法(maskingmethod),加入的消除干扰的试剂便称为掩蔽剂(maskingagent)。根据掩蔽反应的不同,可分为几种掩蔽法。1配位掩蔽法这是一种常用的掩蔽方法。例如A13+与F-形成稳定的配合物,因此在测定Mg2+、Al3+混合物中的Mg2+时,可用F-掩蔽A3+,然后再用EDTA滴定Mg2+O配位掩蔽剂的种类很多,使用时的具体步骤常因试样而异,下表介绍了一些EDTA滴定中常1010掩蔽剂KCNNH4F或NaF三乙羟胺(TEA,又称三乙醇胺)pH范围810掩敝离子说明Cu2+,Ni2+,Co2+,Ig2+,C
30、d2+,Ag+,Tl+及铂族元素Al3+,Ti(IV),Sn(IV),Zr(IV),Nb(V),W(VI),Be2+Al3+,Mg2+,Ca2+,Ba2+,Sr2+及稀土Al3+,Sn(IV),Ti(IV),Fe3+HCN剧毒,必须在碱性溶液中使用,废液应加入过量含Na2CO3的FeSO4,使生成Fe(CN)64-,以防污染。两者均有毒,应贮于塑料瓶中,nh4f优点是使溶液pH变化小,溶解度大,但比较贵。Mg2+,Ca2+,Ba2+,Sr2+形成细晶沉淀,不妨碍终点观察应在酸性溶液中加入,后调pH值,1112Fe3+,A13+及少量Mn2+乙酰丙酮Fe3+,A13+,Be2+,Pd2+,U(I
31、V)否则金属离子水解Mn2+氧化成Mn3+,形成有色配合物,加入KCN可使Mn3+配合物的绿色褪去2,3二巯基丙醇(BAL)酒石酸101.2Hg2+,Cd2+,Zn2+,Pb2+,Bi3+,Ag+,As(III)Sb(III),Sn(IV)及少Cu2+,Co2+9Ni2+,Fe3+Sb3+,Sn(IV),Fe3+Fe2+,Sn2+,Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe3+形成有色配合物,妨碍终点观测抗坏血酸存在下,用XO滴定Bi3+Cu-PAN,滴定hi5.5Mo(IV)Fe3+,A13+,Sb3+,Ca2+In3+,Fe3+,Bi3+,Cu2+,Sn(IV)338K以上Al3+不掩蔽,Sn(I
32、V)加热后冷却56UO22+,Sb3+7Mo(IV),Nb(V),W(IV)UO22+6Mg2+,Ca2+,用EBT可以滴定7.5Fe2+,Al3+Mn2+10Al3+,Sn(IV)用Cu-PAN可以滴定Cu2+,Zn2+,Cd.2+,Mn2+,Pb2+,Ca2+,Mg2+在实际工作中,有时在滴定完第一种金属离子M后,加入一种试剂,破坏第二种金属离子N与掩蔽剂的配合物,使N重新释放出后继续滴定,称为解蔽法(demaskingmethod)。例如,铜合金中存在Cu2+、Pb2+和Zn2+3种离子时,可先在氨性酒石酸溶液中,用KCN掩蔽Cu2+和Zn+,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定Pb2+。然
33、后加入甲醛作解蔽剂,破坏Zn(CN)42-,使Zn2+重新释放出来,即可用EDTA继续滴定。其解蔽反应为:4HCHO+Zn(CN)42-+4H:OZn2+4CNCH2OH+4OH-Cu(CN)32-不被甲醛解蔽,但甲醛也不宜过多,且应分次加入,温度也不宜过高,否则Cu(CN)32-也可被部分解蔽。能被甲醛解蔽的还有Cd(CN)42-。2氧化还原掩蔽法目的,称为氧化还原掩蔽法。例如EDTA测定锆铁中的锆时,Fe3+会干扰锆的测定,因为lg&ZrOY2-)=299,lg&FeY-)=251,Jg远小于6。藉加入抗坏血酸或盐酸羟胺将Fe3+还原成Fe2+,lgK(FeY2-)=143,即可消除Fe3
34、+的干扰。在Bi3+、Th4+、In3+、Hg2+离子的滴定中,Fe3+的干扰也可用同样的方法消除。价态稳定,也可将它们氧化成高价来消除其干扰,如将Cr3+氧化成Cr2O72-,将VO2+氧化成VO3-等。3沉淀掩薮法加入能与干扰离子生成沉淀的沉淀剂,并在沉淀存在下直接滴定,称为沉淀掩蔽法。例如钙、镁共存时即可在pH12时测定Ca2+,镁形成Mg(OH)2沉淀,不干扰C32+的测定。又如铜合金中Pb2+干扰Zn+的测定,加入BaCl2和K2SO4使形成BaPb(SO4)2混晶,可起到掩蔽Pb2+的效果。由于许多沉淀反应不够完全,特别是过饱和现示剂而影响测定的准确度;一些沉淀颜色深、体积大,往往
35、妨碍终点的观察,因此沉淀掩蔽法不是一种十分理想的方法,在实际工作中其应用受到一些限制。思考题:水硬度的测定包括哪些内容?如何测定?1水硬度的测定包括总硬度与钙硬度的测定,镁硬度则根据实验结果计算得到;2可在一份溶液中进行,也可平行取两份溶液进行;.在一份溶液中进行;先在pH=12时滴定Ca2+,再将溶液调至pH=10(先调至pH=3,再调至pH=10,以防止Mg(OH)2或MgCO3等形式存在而溶解不完全),滴定Mg2+O.平行取两份溶液进行:一份试液在pH=10时测定Ca,Mg总量,另一份在pH=12时测定Ca,由两者所用EDTA体积之差求岀Mg的含本实验采用第二种方法。思考题:我国如何表示
36、水的总硬度,怎样换算成德国度?我国通常以1x10-3gL-1CaCO3表示水的总硬度,德国以10 x10-3gL-1CaO表示水的硬度,因此,如以我国1x10-3gL-iCaCO3表示的总硬度换算成德国度时,需乘以系数0.056。德国度oDH(10 x10-3gL-iCaO)=总硬度(gL-iCaCO3)x5608/(100.09x10)=总硬度(gL-iCaCO3)x0.056水的硬度按德国度可分为五种主要类型:软水微硬硬水极硬水水16488163030oDHoDHoDHoDH极软水04oDH生活用水要求硬度不超过25oDH。目前硬度的概念已不再使用,见预习内容:水的硬度。思考题:用Zn2+
37、标准溶液标定EDTA标准溶液有二种方法,水硬度的测定实验中所用EDTA应用哪种方法标定?通常选用的标定条件,应尽可能与被测物的测定条件一致,以减少误差。在水硬度的测定中,测定条件是pH=10,以铬黑T为指示剂,因此标定也取此条件,用方法一。思考题:怎样移取100mL水样?由于移取的水样体积大,因此移取时盛水样的烧杯为400mL;吸取水样用水泵、真空泵,而不是洗耳球;将真空泵上的橡皮管微接(不是全部套住)100mL吸管的管口,使水以适中的速度进入吸管。若全部套住,进水速度快,会带入大量小气泡(水呈浑浊样),使移取的体积不准。注意右手食指的操作,因100mL吸管的上口管径大,溶液下流快,故调节液面
38、至刻度线时,应微松食指使液面缓缓下降,以控制液面的最低点恰与刻度线相切,同时紧按食指,使液面不再下降,使移取水样的体积准确。每个实验室公用三支100mL无分度吸管以及相配套的400mL烧杯及表面皿。思考题:为什么测定钙、镁总量时,要控制pH=10?叙述它的测定条件。因稳定常数CaY2-MgY2-,滴定Ca2+的最低pH=8,滴定Mg2+的最低pH=10,指示剂铬黑T使用的最适宜pH范围为9105,因此测定时pH=10。测定总量的条件为,在pH=10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂。思考题:测定总硬度时,溶液中发生了哪些反应,它们如何竞争?在pH=10的缓冲溶液中,加入铬黑T指示剂后,指示剂先与Mg2+配位(为什么?)为MgIn-,当滴加EDTA后,EDTA先与游离的Ca2+、Mg2+配位,最后夺取MgIn-中的Mg2+:MgIn-+HY2-=MgY2-+Hie-+H+2溶液的颜色由酒红色变为纯蓝色。思考题:如果待测液中只含有
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