1、實(shí)驗(yàn)二 水總硬度的測(cè)定(配位滴定法)實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法及滴定終點(diǎn)的判斷；2、掌握鈣、鎂測(cè)定的原理、方法和計(jì)算。一、水硬度的表示法：一、水硬度的表示法：一般所說的水硬度就是指水中鈣、鎂離子的含量。最常用的表示水硬度的單位有，目前 我國(guó)使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測(cè)得的鈣、鎂折算成CaO的質(zhì)量，即每升水 中含有CaO的毫克數(shù)表示，單位為mgL-i ；另一種以度()計(jì)：1硬度單位表示10萬 份水中含1份CaO(即每升水中含10mgCaO) , 1 = 10ppmCaO。這種硬度的表示方法稱 作德國(guó)度。德國(guó)就是利用氧化鈣(cao)的量dh),來描述硬度。三、

2、硬度是如何分級(jí)的？ (1)強(qiáng)軟水(very soft water):德國(guó)硬度04dh之水，相當(dāng)于碳酸鹽硬度約089ppm之 水。(2)軟水(softwater)：德國(guó)硬度58dh之水，相當(dāng)于碳酸鹽硬度約90159ppm之水。(3)適度硬水(medium hard water):德國(guó)硬度912dh之水，相當(dāng)于碳酸鹽硬度約 160229ppm之水。(4)中硬水(fairly hard water):德國(guó)硬度1318dh之水，相當(dāng)于碳 酸鹽硬度約230339ppm之水。(5)硬水(medium hard water):德國(guó)硬度1930dh之水，相當(dāng)于碳酸鹽硬度約340534 ppm之水。(6)強(qiáng)硬水

3、(very hard water)：德國(guó)硬度30dh 以上之水，相當(dāng)于碳酸鹽硬度535ppm以上之水。1、以度表示，1o=10 ppm CaO，相當(dāng)10萬份水中含1份CaO。2、以水中CaCO3的濃度(ppm )計(jì)相當(dāng)于每升水中含有CaCO3多少毫克。二、測(cè)定原理：測(cè)定水的總硬度，一般采用配位滴定法即在pH=10的氨性溶液中，以格黑T作為指示劑， 用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+，直至溶液由紫紅色經(jīng)紫藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，即為終 點(diǎn)。反應(yīng)如下：滴定前：EBT + Me (Ca2+、Mg2+)= MeEBT(藍(lán)色)pH=10 (紫紅色)滴定開始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前：Hy- + Ca2+ =

4、 CaY2- + 2H+H Y2- + Mg2+ = MgY2- + 2H+2計(jì)量點(diǎn)時(shí)：H2Y2- + Mg-EBT = MgY2- + EBT +2H+(紫藍(lán)色)(藍(lán)色)滴定時(shí),Fe3+、Al3+等干擾離子用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子可用KCN、Na2S 或巰基乙酸掩蔽。三、主要試劑1、0.02mol L-1 的LEDTA溶液 2、pHWNHNHfl緩沖溶液3、鉻黑T:0.5%4、三乙醇胺(1:2)5、HCl溶液1:16、0.01000molL-1的Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液四、測(cè)定過程1、EDTA溶液的標(biāo)定準(zhǔn)確移取25.00ml的Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液3份，置于250ml的錐形

5、瓶中，滴加氨水剛產(chǎn)生白色沉 淀，加20ml NH3-NH4Cl緩沖溶液，加入鉻黑T指示劑23滴，用欲標(biāo)定的EDTA溶液滴定到 由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)，記錄消耗的EDTA溶液體積，根據(jù)滴定時(shí)用去的EDTA溶液體積 計(jì)算EDTA溶液的準(zhǔn)確濃度。2、水樣測(cè)定取水樣100ml，注入錐形瓶中，加1：1的!Cl12滴酸化水樣。煮沸數(shù)分鐘，除去CO2， 冷卻后，加入5 ml三乙醇胺溶液，5ml NHNHfl緩沖溶液，加入鉻黑T指示劑23滴， 用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)。再重復(fù)測(cè)定二次，以含CaCO 3的濃度(ppm)表示硬度。水總硬度=(CV )EDTA M *c。3 x 1

6、000 (單位： ppm )水樣(ml )五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、EDTA溶液的標(biāo)定序號(hào) 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液/mlV (EDTA) /ml C (EDTA) / (molL-1)平均值 RSD1232、水樣測(cè)定序號(hào) V (水樣)/ml V (EDTA) /ml水的硬度/ppm平均值 RSD123注釋鉻黑T與Mg2+顯色靈敏度高，與Ca2+顯色靈敏度低，當(dāng)水樣中Ca2+含量高而Mg2+很低時(shí)， 得到不敏銳的終點(diǎn)，可采用KB混合指示劑。水樣中含鐵量超過10mg - mL-1時(shí)用三乙醇胺掩蔽有困難，需用蒸餾水將水樣稀釋到Fe3+ 不超過10mg mL-1即可。思考題配制CaCO3溶液和EDTA溶液時(shí)，各采用何種天平

7、稱量?為什么？格黑T指示劑是怎樣指示滴定終點(diǎn)的？以HCl溶液溶解CaCO3基準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，操作中應(yīng)注意些什么？配位滴定中為什么要加入緩沖溶液？用EDTA法測(cè)定水的硬度時(shí)，哪些離子的存在有干擾?如何消除？配位滴定與酸堿滴定法相比，有哪些不同點(diǎn)?操作中應(yīng)注意哪些問題?1.絡(luò)合滴定中為什么加入緩沖溶液?答：各種金屬離子與滴定劑生成絡(luò)合物時(shí)都應(yīng)有允許最低pH值，否則就不能被準(zhǔn)確滴。而且還可能影響指示劑的變色點(diǎn)和自身的顏色，導(dǎo)致終點(diǎn)誤差變大，甚至不能準(zhǔn)確滴定。因 此酸度對(duì)絡(luò)合滴定的影響是多方面的，需要加入緩沖溶液予以控制。用CaCO3為基準(zhǔn)物。以鈣指示劑為指示劑標(biāo)定EDTA濃度時(shí)，應(yīng)控制溶液的酸度為多大？為

8、什么？如何控制?答：用CaCO3為基準(zhǔn)物質(zhì)，以鈣指示劑為指示劑標(biāo)定EDTA濃度時(shí)，因?yàn)殁}指示劑與Ca2+在pH=1213之間能形成酒紅色絡(luò)合物，而自身呈純藍(lán)色，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點(diǎn)時(shí)溶液的顏色由紅色變純藍(lán)色，所以用NaOH控制溶液的pH為1213。以二甲酚橙為指示劑，用Zn2+標(biāo)定EDTA濃度的實(shí)驗(yàn)中，溶液的pH為多少? 解：六次甲基四胺與鹽酸反應(yīng)為：(CH ) N +HCl=(CH ) N+H+-C1-26 42,6反應(yīng)中鹽酸的物質(zhì)的量：-x 1 2 x = 4.8 x 1 0- 3 mol 51000六次甲基四胺的物質(zhì)的量：10200 x 一0 = 1.43 x 10 - 2 mol140故六次甲

9、基四胺過量。緩沖體系中剩余六次甲基四胺的濃度為：200 乂逃- 1 x 12 x 二 14051000vw r 0.30mol - L-1321000六次甲基四胺鹽的濃度為：1C = -51000 = 0.15 mol - L 132a1000根據(jù)一般緩沖溶液計(jì)算公式:得：C pH = pK + lg -baC pH = （14 - pK ） + lg b a0.3 0=14 - 8.85 + lg0.1 5=5.45（六次甲基四胺pK=8.85）絡(luò)合滴定法與酸堿滴定法相比，有那些不同點(diǎn)？操作中應(yīng)注意那些問題？答：絡(luò)合滴定法與酸堿滴定法相比有下面兩個(gè)不同點(diǎn)：絡(luò)合滴定中要求形成的配合物（或配離子

10、）要相當(dāng)穩(wěn)定，否則不易得到明顯的 滴定終點(diǎn)。在一定條件下，配位數(shù)必須固定（即只形成一種配位數(shù)的配合物）。什么叫水的總硬度？怎樣計(jì)算水的總硬度？答：水中Ca2+、Mg2+的總量稱為水的總硬度。計(jì)算水的總硬度的公式為：） EDTACa X 1000（mgL1）V水（我）EDTA L X 100（o）V水6.為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時(shí)要控制pH%1Q,而滴定Ca2+分量時(shí)要控制pH為1213？若pH13時(shí)測(cè)Ca2+對(duì)結(jié)果有何影響?答：因?yàn)榈味–a2+、Mg2+總量時(shí)要用格黑T作指示劑，格黑T在pH為811之間為 藍(lán)色，與金屬離子形成的配合物為紫紅色，終點(diǎn)時(shí)溶液為藍(lán)色。所以溶液的pH值要控制為

11、 10。測(cè)定Ca2+時(shí)，要將溶液的pH控制至1213，主要是讓Mg2+完全生成Mg（OH）2沉淀。以保證準(zhǔn)確測(cè)定Ca2+的含量。在pH為1213間鈣指示劑與Ca2+形成酒紅色配合物，指示 劑本身呈純藍(lán)色，當(dāng)?shù)沃两K點(diǎn)時(shí)溶液為純藍(lán)色。但pH13時(shí)，指示劑本身為酒紅色，而無 法確定終點(diǎn)。如果只有格黑T指示劑，能否測(cè)定Ca2+的含量？如何測(cè)定？答：如果只有格黑T指示劑，首先用NaOH調(diào)pH12，使Mg2+生成沉淀與Ca2+分離， 分離Mg2+后的溶液用HCl調(diào)pH=10，在加入氨性緩沖溶液。以格黑T為指示劑，用Mg-EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ca2+的含量。od10.01013 x 6.76 x 56.08x100 = 3.84100 .00.01000 x 25.0024.70=0.010120.01000 x 25.0024.67=0.010130.01013 + 0.01012 + 0.01013=0.01013I （3.84 二 3.83）2 +（3.83