实验十八  EDTA标准溶液的配制和标定

1．实验目的

（1）       掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点；

（2）       学习EDTA标准溶液的配制和标定方法；

（3）       了解金属指示剂的特点，熟悉二甲酚橙、钙黄绿素指示剂的使用及终点颜色的变化。

2．实验原理

乙二胺四乙酸（简称EDTA），难溶于水，通常用EDTA二钠盐，并采用间接法配制标准溶液。标定EDTA溶液的基准物有Zn、ZnO、CaCO₃、Cu 、MgSO₄·7 H₂O等。

用于测定Pb²⁺、 Bi³⁺含量的EDTA溶液可用ZnO或金属Zn作为基准物进行标定。以二甲酚橙作指示剂，在pH=5~6的溶液中，二甲酚橙指示剂（XO）本身显黄色，而与Zn²⁺的络合物呈紫红色。EDTA与Zn²⁺形成更稳定的络合物，当用EDTA溶液滴至近终点时。EDTA会把与二甲酚橙络合的Zn²⁺置换出来而使二甲酚橙游离，因此溶液由紫红色变为黄色。其变色原理可表达如下：

XO（黄色）+ Zn^2+__ZnXO（紫红色）

ZnXO（紫红色）+EDTA^__ZnEDTA（无色）+XO（黄色）

EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量及测定水的硬度，最好选用CaCO₃做基准物标定。这样基准物和被测组分含有相同的组分，使得测定条件一致，可以减少误差。首先将CaCO₃用盐酸溶解后，制成Ca²⁺标准溶液，调节酸度至pH>12.5时，以钙黄绿素-百里酚酞作混合指示剂，用EDTA标准溶液滴至由绿色荧光色消失。

3．仪器和药品

仪器：电子天平、酸式滴定管、移液管、锥形瓶、容量瓶、烧杯、试剂瓶。

药品：

（1）以ZnO为基准物时所用试剂：ZnO（A.R）、乙二胺四乙酸二钠（A.R）、六次甲基四胺：20%（m/v）、二甲酚橙指示剂（0.2%）、盐酸（1+1）。

（2）以CaCO₃为基准物时所用试剂：碳酸钙：固体，一级试剂（G.R）；盐酸（1+1）；钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂(1g钙黄绿素和1g百里酚酞与50g固体硝酸钾（A..R）磨细，混匀后，贮于小广口瓶中)；氢氧化钾溶液：20%（m/v）;乙二胺四乙酸二钠（A..R）;

4．实验步骤

（1）0．015mol/LEDTA标准溶液的配制

   称取5.6g乙二胺四乙酸二钠（A.R）置于400ml烧杯中，加入约200mL水及2小片氢氧化钠（A..R）加热溶解（必要时过滤），冷却后，用水稀释至1L，摇匀；

（2）以ZnO为基准物标定EDTA溶液

Zn²⁺标准溶液的配制   准确称取ZnO基准物0.35~0.5g于150mL烧杯中，用数滴水润湿后，盖上表面皿，从烧杯嘴中滴加10mL1+1盐酸，待完全溶解后冲洗表面皿和烧杯内壁，定量转移至250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。

EDTA标准溶液的标定  用移液管移取Zn²⁺标准溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加水20mL,加两滴二甲酚橙指示剂，然后滴加六次甲基四胺溶液直至溶液呈现稳定的紫红色，再多加3mL，用EDTA 溶液滴至溶液由紫红色刚变为亮黄色即达到终点。

（3）以CaCO₃为基准物标定EDTA溶液

钙标准溶液的配制  准确称取105~110℃干燥过的约0.6g CaCO₃于150mL烧杯中，加水50mL，盖上表面皿，从烧杯嘴滴加5mL1+1盐酸，待CaCO₃完全溶解后，加热近沸，冷却后淋洗表面皿 ,再定量转入250mL容量瓶中,稀释定容,摇匀。

②EDTA标准溶液的标定  用移液管移取25.00mL钙标准溶液于400mL烧杯中,加水150mL,在搅拌下加入10mL20%KOH溶液和适量的钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂,此时溶液应呈现绿色荧光，摇匀后用EDTA标准溶液滴至溶液的绿色荧光消失突变为紫红色即为终点。

5．思考题

(1)    EDTA标准溶液和锌标准溶液的配制方法有何不同?

(2)    在配制EDTA溶液时，为什么要在溶液中加入两小片氢氧化钠?

(3)    为什么不能将热溶液直接转移至溶量瓶中?

(4)    用ZnO标定EDTA溶液时，为什么要加20%六次甲基四胺溶液?

实验十四  水的硬度测定

1.  实验目的

(1)进一步掌握络合滴定法测定的原理和方法

(2)了解测定水的硬度的意义和硬度的表示方法

2. 实验原理

硬水是指含有钙镁盐类的水。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。

暂时硬度是指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热既成碳酸盐沉淀而失去其硬度。反应如下：

Δ

Ca(HCO₃)₂           CaCO₃+H₂O +CO₂↑

             

Mg(HCO₃)₂     MgCO₃+ H₂O +CO₂ ↑

永久硬度—水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐。在加热时也不沉淀，但在锅炉运行温度下，溶解度低的可析出成为锅垢。

暂时硬度和永久硬度的和称为水的总硬度。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”。

水的硬度是饮用水、工业水指标之一，测定水硬的标准方法是络合滴定法。钙硬测定原理与用碳酸钙标定EDTA浓度相同。总硬则以铬黑T为指示剂，控制溶液的浓度为pH≈10，以EDTA 标准溶液滴定之，由EDTA溶液的浓度和用量，可算出水的总硬，由总碱减去钙硬即为镁硬。

水的硬度有多种表示方法，随各国的习惯而有所不同。我国国家标准（GB12145-89）规定水的硬度以“mmol?L^-1”表示，它是以1/2 CaO 或（1/2CaCO₃）为基本单元，1L水中氧化钙（或碳酸钙）的物质的量。因此水的硬度应该按下式计算：

X=           (1)

式中 X——水的总硬度；

C（1/2EDTA）——以1/2EDTA为基本单元的EDTA标准溶液的浓度；mol?L^-1；

V_EDTA——滴定消耗的EDTA 溶液的体积，m L；

V_水——所取水样的体积，mL。

钙硬为

        Y=    （2）

式中 M（1/2CaO）——以1/2CaO为基本单元的摩尔质量，g?mol^-1；

V_EDTA^’——滴定钙硬时消耗的EDTA 溶液体积，ml ；

其余符号与式（1）相同。

镁硬为

       Z=

式中 M（1/2MgO）是以1/2MgO为基本单元的摩尔质量（mg?L^-1），其余符号与式（1）式（2相同。

3． 仪器与试剂

 仪器：移液管，锥形瓶，酸式滴定管

 药品：

（1）       EDTA标准溶液：C（1/2EDTA）=0.02mol?L^-1 。配制与标定参考前一个实验；

（2）       氢氧化钾溶液：20%（m/v）；

（3）       氨-氯化铵缓冲溶液：pH≈10；

（4）       钙黄绿素——百里酚酞混合指示剂：（见前EDTA的标定）；

（5）       铬黑T指示剂：1g指示剂溶于75ml三乙醇胺和25ml无水乙醇中。

4． 实验步骤

（1）       总硬的测定：量取澄清的水样100ml，（用什么量器？为什么？）放入250ml或500ml锥形瓶中，加入5ml氨——氯化铵缓冲溶液，摇匀，再加入1-2滴铬黑T指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.01mol?L^-1标准溶液滴定至纯兰色，即为终点。

（2）       钙硬的测定：量取澄清水样100ml ，放入250ml 烧杯中，加4ml  20%氢氧化钾溶液和适量钙黄绿素——百里酚酞指示剂，此时溶液应出现绿色荧光，立即用0.01mol?LEDTA溶液滴定到溶液的绿色荧光消失并突变为紫红色，即为终点。

（3）       镁硬的测定：由总硬减去钙硬即算做镁硬。

  5． 注释

①此取样量适于硬度按碳酸钙计算为10~250mg?L^-1的水样。若硬度大于250 mg?L^-1碳酸钙，则取样量相应减少；若水样不是澄清的，则必须过滤之。过滤所用的仪器和滤纸必须是干燥的。最初和最终的滤液宜弃取，非属必要，一般不用纯水稀释水样。 如果水中有铜、锌、锰等离子存在，则会影响测定结果。铜离子存在时会使滴定终点不明显；锌离子参与反应，使结果偏高；锰离子存在时，加入指示剂后马上变成灰色，影响滴定。遇此情况，可在水样中加入1ml2%硫化钠溶液，使铜离子成硫化铜沉淀，过滤之；锰的影响可借加盐酸羟胺溶液消除；若有Fe³⁺ 、Al³⁺离子存在，可用三乙醇胺掩蔽。

②硬度较大的水样，在加缓冲液后常析出碳酸钙、碱式碳酸镁微粒，使滴定终点不稳定。遇此情况，可于水样中加适量稀盐酸溶液，摇匀后再调至近中性，然后加缓冲液，则终点稳定。

6． 思考题

（1）       如果对硬度测定中的数据要求保留两位有效数字，应如何量取100ml水样？

（2）       用EDTA 法测定水硬时，哪些离子的存在有干扰？如何消除？

实验报告十八

EDTA标准溶液的配制和标定

                                       班级           学号          姓名

一、实验目的

二、实验原理

三、数据处理

基准物       质量

四、     问题与讨论

实验报告十四

 水的硬度测定

                                       班级           学号          姓名

一、     实验目的

二、     实验原理

三、          数据处理

C（EDTA）=

四、问题与讨论

 

第二篇：EDTA标准溶液配制、标定(方便操作版)

EDTA标准滴定溶液标定及水硬度测定

一、目的要求

1.了解EDTA标准溶液标定的原理。

2.掌握配制和标定EDTAB标准溶液的方法。

二.仪器

 1.1 50mL  滴定管一支

1.2 50mL 移液管一支

1.3 250mL 容量瓶一只

1.4 250mL 锥形瓶三只

1.5 25mL  量筒一只

1.6 50mL  烧杯一只

1.7 10cm  表面皿一块

三、原理

乙二胺四乙酸二钠盐（习惯上称EDTA）是一种有机络合剂，能与大多数金属离子形成稳定的1∶1螯合物，常用作配位滴定的标准溶液。

EDTA在水中的溶解度为120g/L，可以配成浓度为0.3mol/L以下的溶液。EDTA标准溶液一般不用直接法配制，而是先配制成大致浓度的溶液，然后标定。用于标定EDTA标准溶液的基准试剂较多，例如Zn、ZnO、CaCO₃、Bi、Cu、MgSO₄·7H₂O、Ni、Pb等。

用氧化锌作基准物质标定EDTA溶液浓度时，以铬黑T作指示剂，用pH=10的氨缓冲溶液控制滴定时的酸度，滴定到溶液由紫色转变为纯蓝色，即为终点。

四、试剂

1. 称取3.7g乙二胺四乙酸二钠盐（Na₂H₂Y·2H₂O，相对分子量372.2）加热溶解后稀释至1升，储于聚乙烯塑料瓶中。

2.氨水-氯化铵缓冲液（pH=10）：称取5.4g氯化铵，加适量水溶解后，加入35mL氨水，再加水稀释至100mL。

3.铬黑T指示剂：称取0.1g铬黑T，加入10g氯化钠，研磨混合。

4.40%氨水溶液：量取40mL氨水，加水稀释至100mL。

5.氧化锌（基准试剂）。

6.盐酸

五、步骤

1．  0.01mol·L^-1EDTA溶液的配制

称取乙二胺四乙酸二钠盐（Na₂H₂Y·2H₂O）4g，加入1000mL水，加热使之溶解，冷却后摇匀，如混浊应过滤后使用。置于玻璃瓶中，避免与橡皮塞、橡皮管接触。贴上标签。

2．  锌标准溶液的配制

准确称取约0.16g于800℃灼烧至恒量的基准ZnO，置于小烧杯中，加入0.4mL盐酸，溶解后移入200mL容量瓶，加水稀释至刻度，混匀。

EDTA溶液浓度的标定

用移液管移取25.00mLZn²⁺溶液于锥形瓶中，滴加甲基红指示剂1滴，用（1+2）氨水调节Zn²⁺溶液至微黄色。再加20mL水和10mLNH₃-NH₄CI缓冲溶液，摇匀。加3滴铬黑T指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色，即为终点。平行滴定3次。根据滴定用去的EDTA体积和ZnO质量，计算EDTA标准滴定溶液的准确浓度。

六、结果计算

世界各国表示水硬度的方法不尽相同，我国采用m moll^-1或mg L^-1(CaCO₃)为单位表示水的硬度。

水的总硬度=