渤海大学学生实验报告

课程名称： 分析化学实验 任课教师：

实验室名称： 房间号 406 实验时间：年 月 日

渤海大学实验报告用纸（第 页 共 页）

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第二篇：水总硬度的测定(含EDTA的标定)

实验九、水总硬度的测定（含EDTA的标定）

1. 实验目的

1.1掌握EDTA溶液的配制及浓度的标定方法

1.2了解水的硬度测定的意义及表示方法

1.3掌握配位滴定法测定水硬度的原理和方法

1.4掌握铬黑T指示剂的使用条件

2. 重点：

2.1分析天平、容量瓶、移液管、滴定管的正确、熟练、规范使用

3. 难点：

3.1

4.预习内容：P120——P122

5.思考题：

5.1本实验为什么采用铬黑T指示剂？能用二甲酚橙作为指示剂吗？

5.2水中若有Fe3+、AI3+等离子，将会对测定产生什么影响？应如何消除？

一、基本理论：

水的总硬度是指Ca、Mg总量且折算成CaO的量来衡量的。我国有以（°）来表示，即1L水中含有10mgCaO称为1°。更常用的是以CaCO3mL/L表示。

在pH=10的氨性缓冲溶液中，与EDTA—2Na盐生成可溶性的无色配合物，铬黑T则与Ca、Mg生成紫红色配合物，用EDTA—2Na滴定Ca、Mg至终点时，Ca、Mg全部与配位而使铬黑T游离出来，溶液即从紫红——兰色

MgIn(红)+Y——MgY+In(兰)

铬黑T与Mg2+的显色灵敏度高于与Ca2+显色的灵敏度，但是当水中的Mg2+的含量较低时（一般要求相对于Ca2+来说须有5%Mg存在），用铬黑T指示剂往往得不到敏锐终点，这时可在缓冲溶液中加入一定量的Mg2+—EDTA盐，此时

MgY+ Ca2+=CaY+ Mg2+

lgKCaY=10.69,lgKMgY=8.69，置换出来的Mg2++In（兰）——MgIn（很深的红色）滴定时，

EDTA先与Ca2+配位，当达到滴定终点时，EDTA夺取MgI中的Mg2+，形成MgY，游离出指示剂，显兰色:

Y+MIn（红）——MY+In（兰）

颜色变化明显，在这里，滴定前加入的MgY和最后生成的MgY的量是相等的，故加入的不影响滴定结果。

二、仪器

小表面皿（盖50或100mL烧杯）：1个/人

50或100mL烧杯：1个/人

10mL量筒：1个/人

100mL量筒：1个/4人

10mL吸管（吸1+1HCI）：1支/人

10mL移液管（标定EDTA时移Zn）：1支/人

2mL吸管（吸缓冲溶液标定时用）：1支/人

500mL试剂瓶（装EDTA）：1个/2人

250mL量瓶（配EDTA）：1个/2人

250mL量瓶（配Zn标液）：1个/人

50mL酸式滴定管：1支/2人 2+2+2+2+2+2+2+2+

250mL锥形瓶：3个/人

教师配溶液所需器皿：

50mL干燥移液管：1支

250mL锥形瓶：1个

100mL量瓶：2个

200mL量瓶：1个

1000mL量瓶：1个

500mL试剂瓶（装EDTA，聚乙烯塑料或硬质玻璃瓶）：1个

50或100mL烧杯：2个

500mL试剂瓶：4个（其中2个橡皮塞）

1000mL量筒：2个

10mL量筒：1个

5mL量筒：1个

10mL移液管：1个

三、试剂：

1. NaH2Y2?2H2O(A.R)

2. HCI

3. NH3?H2O

4. Zn(基准试剂)或无水CaCO3

5. NH4CI

6. MgCI2?6H2O

7. 铬黑T

8. 三乙醇胺

9. 无水乙醇

10. Na2S（若为自来水，可不加）

11. .NH2OH?HCI（若为自来水，可不加）

学生自配：

1. Zn(基准试剂)0.02moL/L：

2. Na2H2Y2?2H2O(A.R)0.01 moL/L：0.925g——250mL(2人1组合配)

教师配：

1. Na2S：2%(4mL/人)

2. .NH2OH?HCI：1%(2mL/人)

3. HCI：1∶1(15mL/人)

4. NH3?H2O：1∶1(装在滴瓶中)

5. 三乙醇胺20%或1∶2：(3mL/人)（水溶液）

6. 铬黑T1%（现配）：1g铬黑T，加75 mL三乙醇胺，加25 mL无水乙醇（或0.1g铬黑

T+10gNaCI）

7. Na2H2Y2?2H2O(A.R)0.1moL/L：7.44g——200mL（稍微加热溶解完全稀释至刻度）（如要

测水样，可稀释10倍；若要标定，可稀释5倍，为0.02 moL/L，即移取20.00 mL稀释至100.00 mL）

8. pH=10的缓冲溶液：25mL/人

配制：54g NH4CI，溶于水，加410mL浓氨水，加Mg2+—EDTA盐全部溶液，用水稀释至1L

Mg2+—EDTA盐配制：0.25 g MgCI2?6H2O于100mL烧杯中，加少量水溶解，，稀释至

100mL，用干燥移液管移取50.00mL溶液于250mL锥形瓶中，加入5 mLpH=10的缓冲溶液和4——5滴铬黑T，用0.1 moL/LEDTA溶液滴定至溶液由紫红——兰色，停止滴定，终点。取同样量的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。

四、实验步骤：

1. 标定：

(1)标定EDTA的基准物质很多，为了减少方法误差，选用CaCO3较为理想，其方法为：准确称取0.2—0.24克，置于250 mL烧杯中，加少量水使粉末润湿，盖上表面皿逐滴地加入1:1HCI溶液至不冒CO2气泡后稍微加热，再加入1—2 mLHCI至样品全溶，冷却后转移到100mL容量瓶中用水冲洗烧杯几次后稀释到刻度，摇匀。计算Ca2+的浓度。（约0.02 moL/L）

移取25.00mL试液于锥形瓶中，加入20mLpH=10的缓冲溶液，4滴指示剂，用EDTA标准溶液滴定至由紫红色变为兰绿色即为终点。从消耗EDTA标准溶液体积和称取的CaCO3量求出EDTA标准溶液的准确浓度。

（2）标定EDTA通常也用Zn。准确称取纯金属Zn0.3—0.35克于烧杯中，加入10mL1:1HCI，盖上表面皿，用水吹洗表面皿及烧杯内壁，将溶液转入到250 mL容量瓶中用水冲洗烧杯几次后稀释到刻度，摇匀。（约0.02 moL/L）

移取25.00mL试液于锥形瓶中，，加25 mL水，加NH3H2O调至中性，（外观：澄清透明变为浑浊），再加入2mLpH=10的缓冲溶液及5滴指示剂铬黑T，用EDTA标准溶液滴定至由紫红色变为兰色即为终点。从消耗EDTA标准溶液体积和称取的Zn量求出EDTA标准溶液的准确浓度。

（如果教师标定，先把EDTA标准液稀释10倍）移取10.00mL Zn标准溶液于250 mL锥形瓶中，加10mL水，加氨水调至近中性（外观：澄清透明——变有点浑浊），再加2mL pH=10的缓冲溶液及5滴铬黑T，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红变为兰色，求出EDTA标准溶液浓度。平行做3份。

2. 自来水总硬度的测定：

取水样100mL，加2mL pH=10的缓冲溶液及5滴铬黑T，用EDTA标准溶液滴定，充分振摇，至溶液由紫红变为兰色即为终点。

若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗，可另取水样，加入0.5mL NH2OH?HCI及1 mLNa2S 计算：CaCO

饮用水<450mg/L

五、注意点：

1. 常用EDTA浓度是0.01——0.05moL/L，Na2H2Y2?2H2O常含0.3%的吸附水，若要直

接配制标准溶液，必须将试剂在80℃干燥过夜，或在120℃烘干至恒重，由于水与其它试剂中常含有金属离子，EDTA标准溶液常采用间接配制法。

2. 蒸馏水的质量是否符合要求是配位滴定中十分重要的问题，若配制溶液的水中含有

AI、Cu等，就会使指示剂受到封闭，致使终点难以判断，若水中含有Ca、Mg、Pb2+、Sn2+等，则会消耗EDTA，在不同的情况下会对结果产生不同的影响，因此，在配位滴定中，必须对所用的蒸馏水的质量进行检查。为保证质量，经常采用二次蒸馏水或去离子水来配制溶液。

3. EDTA应储存在聚乙烯塑料瓶或硬质玻璃瓶中，若储存于软质玻璃瓶中，会不断溶解3+2+2+2+(mg/L)?3(cv)VEDTA水样M?10CaCO3?3

玻璃中的Ca形成CaY使EDTA浓度不断降低。

4. 标定EDTA的基准物质很多，如金属Zn、Cu、铋以及ZnO、CaCO3、MgSO4?7H2O

等，金属Zn的纯度高（达99.99%），在空气中又稳定，Zn2+与ZnY2-均无色，既能在pH5—6以二甲酚橙为指示剂标定，又可在pH9—10氨性缓冲溶液中以铬黑T为指示剂标定，终点均很敏锐，因此一般多采用金属Zn为基准物质

5. 为使测定的准确度高，标定条件应与测定条件尽可能接近。例如：由试剂或水中引

入的杂质在不同条件下有不同的影响，若有杂质Ca2+、 Pb2+存在，在碱性中滴定时，两者均与EDTA配位；在弱酸性溶液中，只有Pb与EDTA配位；而在强酸溶液中滴定，则两者均不与EDTA配位，因此在相同的酸度下标定和测定，这种影响就可抵消。

6. 配位滴定速度较慢（不象酸碱反应在瞬间完成），故滴定时加入EDTA溶液的速度不

能太快，特别是近终点时，应逐滴加入，并充分振摇。

7. 置换滴定法是提高配位滴定选择性的途径之一，此外，可以改善指示剂指示终点的

敏锐性，如铬黑T与Mg2+显色很灵敏，但与Ca2+显色灵敏度较差。为此，在pH10的缓冲溶液中，用EDTACa2+时，常与溶液中先加入少量MgY，此时发生下列置换反应：

MgY+ Ca=CaY+ Mg

lgKCaY=10.69,lgKMgY=8.69，置换出来的Mg2++In（兰）——MgIn（很深的红色）滴

定时，EDTA先与Ca2+配位，当达到滴定终点时，EDTA夺取MgI中的Mg2+，形成MgY，游离出指示剂，显兰色:

Y+MIn（红）——MY+In（兰）

颜色变化明显，在这里，滴定前加入的MgY和最后生成的MgY的量是相等的，故加入的不影响滴定结果。

2+2+2+2+2-