自来水硬度的测定1

一、实验目的

1.学习配制和标定EDTA标准溶液的方法;掌握格黑T（EBT）指示剂和钙指示剂的使用条件和在终点时颜色的变化，了解络合滴定法的特点

2.学习测定水的总硬度、钙硬度和镁硬度的原理和方法

3.学习酸溶法的溶样方法，掌握定量转移溶液的操作和容量瓶、移液管的正确使用方法

二、实验原理

1.市售的EDTA二钠盐中含有EDTA酸和水分，不易精制,加之实验用水和其他试剂中也常含有金属离子，因此其标准溶液通常采用间接法配制此时应根据测定的对象不同,采用不同的基准试剂来标定EDTA溶液的浓度常用的基准试剂标定EDTA时,应尽量选择与被测组分相同的基准物质，使标定和测定时的条件一致,可以减小测定误差小t测定水的硬度时,常用CaC03基准试剂标定EDTA溶液的浓度,选用钙指示剂指示终点,用NaOH控制溶液pH为12-13,其变色原理为滴定前Ca+In（蓝色）=Caln（红色）滴定中Ca+Y==CaY然占时Caln（红色）+Y=CaY+In（蓝色）

3.由于钙、镁离子是天然水中的主要离子，因此一般以水中这两种离子的含量来计算水的硬度所谓水的总硬度即水中所含钙镁离子的总量,其中包括碳酸盐硬度（暂时硬度，即通过加热后能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子）和非碳酸盐硬度（永久硬度，即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子）硬度是衡量水质的一项重要指标,按照阳离子的不同还可区分为钙硬度和镁硬度很多行业对所用水的硬度都有一定的要求，因此测定水的硬度是这些部门的常规分析项目之一,以便确定用水的质量并为水的软化处理提供依据在国际、国家和国内有关部门测定水的总硬度的行业标准中，指定方法是以铭黑T为指示剂的络合滴定法,并将水中钙、镁的总量折算成CaCC）3的含量来表示总硬度,单位是mg/L这一方法适用于生活饮用水、工业锅炉用水、冷却水、地下水和未被严重污染的地表水例如，我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定水硬度不得超过450mg/L本方法原理如下在pH^lO的NH,-NH4CI缨冲溶液中，用EDTA标准溶液直接滴定水中Ca2\Mg2+的总量，至溶液由紫红色（经紫蓝色）转变成蓝色为终点其反应为.滴定前Mg2++EBT（蓝色）=Mg+EBT（紫红色）滴定开始至计量点之前Ca2+（Mg2+）+H Y2--CaY2-（MgY2-）+2H+gie计量点时tMg-EBT22（紫红色）+H2Y_=MgY+EBT（蓝色）+2H+T由于铭黑T与Mg.形成的络合物较其与Cj的络合物更为稳定，因此当水祥中镁的含量甚微时指示剂在终点的变色就不很敏锐为了解决这一问题，可在水祥中加人少量MgY一榕液予以改善,或者采用K-B混合指示剂指示终点（紫红至蓝绿）如需分别测定水的钙硬度和镁硬度,可加NtOH调节水样的因为12-13使Mg•形成Mg（OH）,沉淀，以钙指示剂指示终（紫红~纯蓝），用EDTA标准溶液滴定水样中的2钙分量镁分量即可由钙镁总量量与钙分量之差求得

三、试剂乙二胺四乙酸二钠（Na2H2丫.2H20,AR）CaC（）3（GR.110度干燥至恒重，干燥器中保存），

0.5%铭黑T指示剂（

0.5g铭黑T,加201nL三乙醇胺，用水稀释至100mL）,1%钙指示剂（1B钙指示剂剂和lOOgNaCl研细混匀，储存于干燥容器中），氨性缓冲溶液（pHFO,,20g NHCI和100mL浓氨水，用水稀释至1L,混匀）.

0.02inol/LMgY24一溶液（配制方法见注释5）,6mol/L HC1溶液，Imol/LNaOH溶液

四、实验步骤

1.配制500mL

0.02mol/LEDTA溶液在台秤上称取

4.0g的Na HY.2H0于500mL烧杯中，加水200mL左右微热使其完222全溶解后,冷却，转入试剂瓶（如需保存,则用聚乙烯瓶）中，稀释至500mL,摇匀,贴上标签

2.配制

250.OmLO.02mol/L钙标准溶液（野准确称取

0.50-

0.55g基准试剂CaCOs于100mL小烧杯中，加几滴水使成糊状盖上表面皿，由烧杯嘴沿杯壁向内慢慢滴加6mol.L~HCI溶液5mL,反应剧烈时稍停,手指按住表面M略为转动烧杯底，使试样完全溶解用洗瓶吹出少量水清洗表面皿的凸面和烧杯内壁，洗涤液应全部流人烧杯内，不得损失此后按定量转移溶液的方法操作,将钙溶液全部转入250mL的容量瓶中，加水稀释定容、摇匀，做上记号

3.标定EDTA溶液的浓度准确移取

20.00mL钙标准溶液于锥形瓶中，加人5mLNaOH溶液（lmol/L）和适量钙指示剂,摇匀，用待标定的EDTA溶液进行滴定，至溶液由紫红色恰好变为纯蓝色为终点，记录Vr平行标定3次,要求其I:v、的极差不大于

0.05mL（以下同）o

4.水样总硬度的测定用移液管移取适量水样于锥形瓶中（自来水样取

100.0血；人工配制水样取

20.00mL）,加入5mL氨性缓冲溶液和适量铭黑T指示剂（3-4滴），摇匀，用EDTA标准溶液进行滴定因反应速度较慢，临近终点时应慢滴多摇,使反应充分,直至终点（紫红色~纯蓝色）记录EDTA的用量V,,平行测定3次5,钙硬度的测定移取等体积水样于锥形瓶中，加入适量Imol、LNaOH溶液（自来水样中加2mL;人工配制水样中加5mL），此时水样的pH应为12-13o加入适量钙指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定,并不断振荡临近终点时,滴定要慢,至试液由紫红色变为纯蓝色为终点记录EDTA的用量V,平行测定3次

6.由水中钙镁总量（总硬度）及钙的含量（钙硬度）即可算出镁的含量（镁硬度）

五、数据记录处理钙标准溶液的标定基准物CaCOs的质量（g）体积（ml）浓度mol/L

0.

2682500.01702EDTA的标定次数项目

1230.

010720.

000.

000.00VCc YaC0初

319.

4519.

5019.48VY终V

19.

4519.

5019.48YCv

0.

011010.

010980.01100Cy

0.01100平dr

0.09%平碳酸钙碳酸钙CEDTA=V_C V硬度测定v EDTA次数123项目V

100.

00100.

00100.00水样

0.

000.

000.00VY初

7.

307.

327.28VY终

7.

307.

327.28Vvt

0.

000.

000.00VY初Vy

5.

705.

725.74终

5.

705.

725.74Y

2160.

7161.

2160.7总

160.9P总平dr

0.15%P平

1.

2541.

2581.263钙

1.258P钙平dr

0.24%P平

0.

35360.

35260.3426镁

0.3496P镁平dr

1.3%P平沙下工-CEDTAVIEDTAXM碳酸钙____总硬度P水=------------水———x1000钙镁P=C EDTAV2EDTAx1000v p=C EDTAV1-V2EDTA X1000

六、思考题_、、、、水水V V

1.由4个形成常数KcayKmgyKmgmKcam排列顺序，说明用EDTA标准溶液滴定钙、镁总量至终点时，反应过程和变色原理，写出有关反应式答滴定前加入指示剂，溶液中钙镁会与指示剂络合，发生反应为Ca2++HIr-（蓝色）=CaIn一（红色）+H+Mg2++HIn2-（蓝色）=MgIn（红色）+汗（KMgInKCaIn）开始滴定，加入EDTA滴定剂，先与溶液中游离的钙镁络合，发生反应为Ca+Y—CaY Mg+Y==MgY（KCaY KMgY）

2.以铝黑T为指示剂测定水中钙、镁总量时，为使终点明晰，当水样中购2+含量很低时，可加入一定量MgY2-予以改善这样做对测定结果有无影响为什么？答这种做法不可行，会导致测定结果偏高，水样中镁含量过低，可用总硬度减去钙含量

七、讨论分析实验现象或实验数据产生的误差原因，对实验中遇到的疑难问题提出自己的见解，对有关实验方法、实验内容、教学活动等提出意见或建议答本次实验，本组出现的误差主要为，碳酸钙溶液制备时试样溢出烧杯，杯壁试样未冲洗尽；取自来水样时未润洗移液管；滴定时速度太快；读数偏差批阅日期成绩。