EDTA标准溶液的配制和标定

1 实验目的

1.1 学习EDTA标准溶液的配制和标定方法。

1.2 掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点。

1.3 熟悉钙指示剂或二甲酚橙指示剂的使用及其终点的变化。

2 实验原理

2.1 乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g·L-1，在分析中不适用，通常使用其二钠盐配制标准溶液。乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为120g·L，可配成0.3mol·L以上的溶液，其水溶液pH=4.8，通常采用间接法配制标准溶液。

标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4·7H2O、Hg、Ni、Pb。等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样滴定条件较一致。

EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量，则宜用CaCO3为基准物。首先可加HCl溶液与之作用，其反应如下：

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

然后把溶液转移到容量瓶中并稀释，制成钙标准溶液。吸取一定量钙标准溶液，调节酸度至pH≥12，用钙指示剂作指示剂以EDTA滴定至溶液从酒红色变为纯蓝色，即为终点，其变色原理如下：钙指示剂（常以H2Ind表示）在溶液中按下式电离：

H3Ind═2H++HInd2-

在pH≥12溶液中，HInd与Ca离子形成比较稳定的络离子，反应如下：

HInd2-+Ca2+═CaInd-+H+ 2-2+-1-1

纯蓝色 酒红色

所以在钙标准溶液中加入钙指示剂，溶液呈酒红色，当用EDTA溶液滴定时，由于EDTA与Ca2+离子形成CaInd-络离子更稳定的络离子，因此在滴定终点附近，CaInd-络离子不断转化为较稳定的CaY2-络离子，而钙指示剂则被游离了出来，其反应可表示如下：

CaInd-+H2Y2-═CaY2-+ HInd2-+H2O

由于CaY离子无色，所以到达终点时溶液由酒红色变成纯蓝色。

用此法测定钙，若Mg2+离子共存（在调节溶液酸度为pH≥12时，Mg2+离子将形成Mg(OH)2沉淀），此共存的少量Mg2+离子不仅不干扰钙的测定，而且会使终点比Ca2+离子单独存在时更敏锐。当Ca2+、Mg2+离子共存时，终点由酒红色变到纯蓝色，当Ca2+离子单独存在时则由酒红色变紫蓝色，所以测定单独存在的Ca2+离子时，常常加入少量Mg2+离子溶液。

EDTA若用于测定Pb、Bi离子，则宜以ZnO或金属锌为基准物，以二甲酚橙为指示剂，在pH=5～6的溶液中，二甲酚橙为指示剂本身显黄色，与Zn离子的络合物呈紫红色。EDTA与Zn离子形成更稳定的络合物，因此用EDTA溶液滴定至近终点时，二甲酚橙被游离出来，溶液由紫红色变成黄色。

络合滴定中所用的蒸馏水，应不含Fe、Al、Cu、Ca、Mg等杂质离子。

3 器皿和试剂

酸式滴定管；乙二胺四乙酸二钠，CaCO3，氨水（1:1），镁溶液（溶解1克MgSO4·7H2O于水中，稀释至200mL），NaOH溶液（10%溶液），钙指示剂（固体指示剂），二甲酚橙指示剂（0.2%水溶液）

4 实验步骤

4.1 0.02mol·LEDTA溶液的配制：

在台称上称取乙二胺四乙酸二钠7.6克，溶解于300～400mL温水中，稀释至1升，如混浊，应过滤，转移至1000mL细口瓶中，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。 -13+3+2+2+2+2+2+2+3+2-

4.2 以CaCO3为基准物标定EDTA溶液

4.2.1 0.02mol·L-1钙标准溶液的配制：

置碳酸钙基准物于称量瓶中，在110?C干燥2小时，冷却后，准确称取0.2～0.25g碳酸钙于250mL烧杯中，盖上表面皿，加水润湿，再从杯嘴边逐滴加入数毫升淋洗入杯中，待冷却后转移至250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。

4.2.2 用钙标准溶液标定EDTA溶液：

用移液管移取25.00mL标准钙溶液于250mL锥形瓶中，加入约25 mL水，2mL镁溶液，10mL10%NaOH溶液及约10mg（米粒大小）钙指示剂，摇匀后，用EDTA溶液滴定至溶液从红色变为蓝色，即为终点。

4.3 以ZnO为基准物标定EDTA溶液

4.3.1 锌标准溶液的配制：

准确称取在800?C～1000?C灼烧（需20min以上）过的基准物ZnO 0.5～0.6g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加

-1入6mol·LHCl，边加边搅至完全溶解为止，然后，定量转移入250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀，贴上标签，注明试剂名称、配制日期、配制人。

4.3.2 用锌标准溶液标定EDTA溶液：

移取25.00mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加约30mL水，2～3滴二甲酚橙为指示剂，先加1:1氨水至溶液由黄色刚变为橙色，然后滴加20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色再多加3mL，用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变成亮黄色，即为终点。

5 思考题

5.1 为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制EDTA标准溶液，而不用乙二胺四乙酸？

5.2 以HCl溶液溶解CaCO3基准物时，操作中应注意些什么？

5.3 以CaCO3为基准物标定EDTA溶液时，加入镁溶液的目的是什么？

 

第二篇：实验九 EDTA标准溶液的配制与标定

实验七    EDTA标准溶液的配制与标定

一、实验目的

1、掌握EDTA标准溶液的配制与标定

2、掌握使用铬黑T指示剂的条件和正确判断终点的方法

二、实验原理

EDTA是常用的螯合滴定剂，常用Zn，ZnO，CaCO₃等基准物来标定其准确浓度。为了减少测定误差提高分析结果的准确度，尽可能使标定条件与测定条件一致。如测定Ca²⁺、Mg²⁺，可用CaCO₃为基准物标定，指示剂用铬黑T，在pH为10的氨性缓冲液中进行标定。为提高滴定终点变色的敏锐性，在氨性缓冲液中加入一定量的MgY^2-。滴定过程如下：

滴 定 前：Ca²⁺ + MgY^2- = CaY^2- + Mg²⁺

          Mg²⁺ + EBT = Mg-EBT  (酒红色)

滴 定 中：Ca²⁺ + H₂Y^2- + 2OH^- = CaY^2- + 2H₂O

滴定终点：Mg-EBT + H₂Y^2- + 2OH^- = MgY^2- + 2H₂O + EBT （纯蓝色）

当溶液颜色由酒红色恰好变为纯蓝色时，表示滴定终点到达。加入的MgY^2-，最后还是生成等量的MgY^2-，对滴定的结果无影响。

三、试剂

Na₂H₂Y?2H₂O；CaCO₃（A.R）120℃干燥2h，置干燥器备用；EBT指示剂：0.5g铬黑T加75 ml三乙醇胺，25ml乙醇溶解而成；1﹕1HCl溶液；氨性缓冲液（pH≈10）：54g的NH₄Cl溶于少量水中，加394ml浓氨水，加入按下法配好的MgY溶液，加水稀释至1升。

MgY盐的配制：称0.25g的MgCl₂?6H₂O于烧杯中，用少量水溶解后转移入100ml容量瓶，加水至刻度，摇匀。准确吸取50.00ml于锥瓶，加5ml NH₃-NH₄Cl缓冲液，4~5d EBT指示剂，用0.02mol/L的EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，记下所消耗的EDTA体积V。取Vml EDTA加入容量瓶剩余的镁溶液中，摇匀，即MgY溶液。将此溶液全部倒入上述缓冲液中。

四、实验步骤

1、0.01 mol/L EDTA溶液的配制    称取2g的EDTA于小烧杯中，加入少量水，加热溶解后，稀释至500ml，贮于塑料瓶中。

2、EDTA溶液的标定    准确称取CaCO₃约0.25~0.30g一份，于250ml烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，从烧杯嘴慢慢滴入10ml 1﹕1的HCl溶液，轻摇，待完全溶解后，小心加热至沸1min，置冷，用少量水清洗表面皿底部和烧杯内壁。完全移入250ml容量瓶中，定容，摇匀，备用。

用移液管准确吸取20.00ml Ca²⁺溶液三份，各于250ml的锥瓶中，一一加20ml水，10ml氨性缓冲液，4~5d EBT，用EDTA溶液滴定之，终点颜色：酒红色恰好变为纯蓝色。记下消耗的EDTA体积V，按下式求出其浓度。

 

三次测定结果相对平均偏差应小于0.2%。

五、思考题

1、本次实验为什么要加入氨性缓冲液？NH₃-NH₄Cl起什么作用？MgY盐起什么作用？能否用HAc-NaAc代替NH₃-NH₄Cl？

2、用1﹕1的HCl溶液溶解固体CaCO₃时，为什么要盖上表面皿？之后为什么要用水清洗表面皿底部和烧杯内壁？

实验八   水样的总硬度测定

一、实验目的

1、学习Ca²⁺、Mg²⁺共存时分别测定Ca²⁺、Mg²⁺含量的方法。

2、学习利用配位滴定原理测定水样的总硬度的方法。

3、进一步熟悉配位滴定的过程和指示剂的应用条件及终点变化。

二、实验原理

水中Ca²⁺、Mg²⁺含量是计算水硬度的主要指标。测定水样的总硬度，就是测定水样中Ca²⁺、Mg²⁺的总含量。一般先用盐酸酸化并加热，使水样中的HCO₃^-分解，防止在后面加入碱时生成碳酸盐沉淀而使测量结果偏低。然后再在pH=10的氨性缓冲液中，以铬黑T（EBT）为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至终点。

滴 定 前：Mg²⁺ + EBT（纯蓝色）→ Mg-EBT (酒红色)

滴定过程：Ca²⁺ +H₂Y^2- + 2OH^-→ CaY^2- + 2H₂O 

          Mg²⁺ + H₂Y^2- + 2OH^-→ MgY^2- + 2H₂O

滴定终点：Mg-EBT（酒红色）+ H₂Y^2- + 2OH^- = MgY^2- + 2H₂O + EBT（纯蓝色）

其中稳定性关系：CaY^2- > MgY^2- > Mg-EBT > Ca-EBT

水的总硬度常以“度（°）”或“ppm”表示。1度（1°）表示在每升水中含有的Ca²⁺、Mg²⁺的总量相当于10mg CaO；1ppm 表示在每升水中含有Ca²⁺、Mg²⁺的总含量相当于1mgCaCO₃。

滴定时水中微量Al³⁺、Fe³⁺的干扰可加三乙醇胺掩蔽；Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子的干扰可加Na₂S或KCN掩蔽。

Ca²⁺、Mg²⁺共存时分别测定Ca²⁺、Mg²⁺的含量，先将水样用NaOH溶液调节pH>12（pH=12~14），此时Mg²⁺完全转为Mg(OH)₂沉淀，但Ca²⁺不沉淀，加钙指示剂（NN）用EDTA标准溶液滴定至终点。

滴 定 前：Ca²⁺ + NN(蓝色) → Ca-NN（红色）

滴定过程：Ca²⁺ + H₂Y^2- + 2OH^-→ CaY^2- + 2H₂O

滴定终点：Ca-NN（红色）+ H₂Y^2- + 2OH^-→ CaY^2- + 2H₂O + NN（蓝色）

从EDTA标准溶液的浓度和用量计算Ca²⁺、Mg²⁺的总含量和Ca²⁺含量，从而求出Mg²⁺的含量

三、试剂

1：1HCl溶液；0.01 mol/L EDTA标准液；20%三乙醇胺水溶液；2%Na₂S溶液；NH₃-NH₄C l缓冲液（pH=10）：20g的NH₄Cl溶于少量水，加100ml浓氨水（15mol/L），加水稀释至1升；0.5%铬黑T指示剂：0.5g铬黑T加75ml三乙醇胺，再加25ml无水乙醇；钙指示剂（NN）：与无水Na₂SO₄以1﹕100比例或与NaCl以1﹕100比例混合，研磨均匀混合，贮于棕色瓶中，置干燥器。

四、实验步骤

1、水样的总硬度：水中Ca²⁺、Mg²⁺的总量测定

用50ml移液管吸取水样100.00ml两份于两只250ml锥瓶中，各加1﹕1HCl溶液数滴酸化（用刚果红试纸试验，由红变蓝），微沸2min，冷却后加20%三乙醇胺溶液5ml和NH₃-NH₄Cl缓冲液10ml及2%Na₂S溶液1ml，再加4~5d铬黑T指示剂，在相同的条件下以EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色恰好变为纯蓝色，即为滴定终点。记录用去的EDTA体积V₁，水的总硬度按下面的式子计算：

2、水样中Ca²⁺、Mg²⁺的分别测定

另取100.00ml水样二份于二只250ml锥瓶中，各加1﹕1HCl溶液数滴酸化，微沸2min，冷却后加20%三乙醇胺溶液5ml和10% NaOH溶液10ml，使溶液pH值达到12~14，再加约30mg钙指示剂（小心不要加得太多，先加少量，颜色不够红再加），在相同条件下以EDTA标准溶液滴定至溶液由红色恰好变为蓝色，即为滴定终点，记录用去的EDTA体积V₂，每升水样中含有的Ca²⁺或Mg²⁺的毫克数按下式计算：

 

五、注释

1、一般水样的测定因干扰离子浓度很低可以不加掩蔽剂，亦可不必在滴定前酸化处理，直接加缓冲液即可滴定。

2、Mg²⁺的含量很低时，终点变色不敏锐，可以预先在NH₃-NH₄Cl缓冲液中加入适量的MgY。

3、三乙醇胺作掩蔽剂掩蔽Fe³⁺、Al³⁺，必需在酸性溶液中加入，然后再以碱调节pH值至碱性，否则达不到掩蔽效果。

4、若用KCN掩蔽Cu²⁺、Zn²⁺等离子，必须在碱性溶液中使用，若在酸性溶液中使用，则易产生挥发性的HCN剧毒气体，造成空气污染。

5、测定Ca²⁺时，加NaOH生成Mg(OH)₂沉淀，若沉淀量多则可能吸附Ca²⁺，使Ca²⁺的测定结果偏低，此时需加入糊精或阿拉伯树胶，以消除吸附现象。糊精浓度为5%，加入约10ml，再以EDTA滴定至指示剂变蓝色。

六、思考题

1、什么叫水的硬度？水的硬度有哪几种表示方法？

2、水样滴定前为何需先用HCl酸化？