實(shí)驗(yàn)自來(lái)水硬度的測(cè)定配位滴定法

實(shí)驗(yàn)自來(lái)水硬度的測(cè)定配位滴定法第一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二44.2實(shí)驗(yàn)原理

通常稱(chēng)含較多量Ca2+、Mg2+的水為硬水，水的總硬度是指水中含有Ca2＋、Mg2＋的總量。硬度又分鈣硬度和鎂硬度，鈣硬度是由Ca2+引起的，鎂硬度是由Mg2+引起的。第二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

水的總硬度測(cè)定一般采用配位滴定法（也叫絡(luò)合滴定法），在pH≈10的氨緩沖溶液中，以鉻黑T（EBT）為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接測(cè)定Ca2+、Mg2+總量。由于KCaY＞KMgY＞KMg-EBT＞KCa-EBT，鉻黑T先與部分Mg絡(luò)合為Mg-EBT（酒紅色）。當(dāng)EDTA滴入時(shí)，EDTA與Ca2+、Mg2+絡(luò)合，終點(diǎn)時(shí)EDTA奪取Mg-EBT中的Mg2+，將EBT置換出來(lái)，溶液有酒紅色轉(zhuǎn)為純藍(lán)色。測(cè)定失重鈣離子時(shí)，另取等量水樣加NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為12～13，使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，加入鈣指示劑，用EDTA滴定，測(cè)定水中的Ca2+含量。已知Ca2+、Mg2+的總量及Ca2+的含量，即可算出Mg2+的含量。第三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

ρCa2+（mg·L-1）＝(cV2)EDTA×MCa×103

V

ρMg2+（mg·L-1）＝c(V1－V2)EDTA×MMg×103V

式中，c為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol·L-1），V1、V2分別為測(cè)定Ca2+、Mg2+總量、Ca2+含量所耗EDTA體積(mL)，V為水樣體積(mL)。

滴定時(shí)Fe3+、Al3+的干擾可用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子可用KCN、Na2S掩蔽。第四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二44.3實(shí)驗(yàn)步驟1、0.020mol·L-1EDTA溶液的配制和標(biāo)定EDTA溶液的配制：稱(chēng)取4.0g乙二胺四乙二酸二鈉加入200mL水微熱溶解稀釋配成500mL溶液第五頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液配制用水稀釋至刻度，搖勻，計(jì)算其準(zhǔn)確濃度用燒杯稱(chēng)取0.05～0.55gCaCO3少量水潤(rùn)濕蓋上表面皿慢慢滴加1:1的HCl5mL溶解加少量水稀釋定量轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶第六頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二EDTA溶液的標(biāo)定移取25mLCa標(biāo)準(zhǔn)溶液40g·L-1NaOH溶液小量鈣指示劑EDTA溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色平行做三份，計(jì)算EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度第七頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、自來(lái)水硬度的測(cè)定

打開(kāi)水龍頭，先放數(shù)分鐘，用已洗凈的試劑瓶接水樣500～1000mL，蓋好瓶塞備用。

（1）Ca2+、Mg2+總量的測(cè)定移取自來(lái)水樣100mL加入10mL氨性緩沖溶液30mg鉻黑TEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色為終點(diǎn)平行滴定3次，計(jì)算Ca2+、Mg2+總量或總硬度記下EDTA的用量V1(ml)注：必要時(shí)加掩蔽劑掩蔽Fe3+、Al3+。第八頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）Ca2+含量的測(cè)定Mg2+的含由量Ca2+、Mg2+總量與Ca2+含量之差計(jì)算而得。取水樣100mL加入5mL40g·L-1NaOH溶液鈣指示劑30mg用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色為終點(diǎn)EDTA的用量V2(mL)平行滴定3次，計(jì)算Ca2+含量或總硬度第九頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二44.4注意事項(xiàng)

（1）鉻黑T與Mg2+顯色的靈敏度高，與Ca2+顯色的靈敏度低，當(dāng)水樣中Ca2+含量很高，而Mg2+含量很低時(shí)，往往得不到敏銳的終點(diǎn)?？稍谒畼又屑尤肷倭縈g-EDTA，利用置換滴定法的原理來(lái)提高終點(diǎn)變色的敏銳性，或者改用K-B指示劑。

（2）滴定時(shí)，因反應(yīng)速度較慢，在接近終點(diǎn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溶液慢慢加入，并充分搖動(dòng)；因氨性溶液中，當(dāng)Ca(HCO3)2含量高時(shí)，可慢慢析出CaCO3沉淀使終點(diǎn)拖長(zhǎng)，變色不敏銳。這時(shí)可于滴定前將溶液酸化，即加入1～2滴1:1的HCl，煮沸溶液以除去CO32-。但HCl不宜多加，否則影響滴定時(shí)溶液的pH。第十頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二44.5問(wèn)題討論（1）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？為什么？應(yīng)如何控制？（2）什么叫水的總硬度？怎樣計(jì)算水的總硬度？（3）為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時(shí)，要控制pH≈10，而滴定Ca2+含量時(shí)要控制pH為12～13？若pH>13時(shí)測(cè)定Ca2+對(duì)結(jié)果有和影響？（4）如果只有鉻黑T指示劑，能否測(cè)定Ca2+含量？如何測(cè)定。第十一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二44.6參考答案（1）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？為什么？應(yīng)如何控制？

答：CaCO3為基準(zhǔn)物，以鈣指示劑為指示劑標(biāo)定EDTA濃度時(shí)，因鈣指示劑與Ca2+在pH＝12～13之間能形成酒紅色絡(luò)合物，而自身顏色為純藍(lán)色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)溶液的顏色由紅色變?yōu)榧兯{(lán)色，所以用NaOH控制溶液的酸度為pH＝12～13。第十二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）什么叫水的總硬度？怎樣計(jì)算水的總硬度？

答：水中Ca2+、Mg2+總量稱(chēng)為水的總硬度。(cV)EDTA×MCaOV水(cV)EDTA×MMgOV水×1000（g·L－1）×100（0）

第十三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時(shí)，要控制pH≈10，而滴定Ca2+含量時(shí)要控制pH為12～13？若pH>13時(shí)測(cè)定Ca2+對(duì)結(jié)果有和影響？

答：因?yàn)榈味–a2+、Mg2+總量時(shí)要用鉻黑T指示劑，鉻黑T指示劑在pH為8～11時(shí)為藍(lán)色。與金屬離子形成的配合物為紫紅色，終點(diǎn)為藍(lán)色，所以溶液要控制pH≈10。滴定Ca2+含量時(shí)要將pH控制為12～13，主要是使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀，以保證準(zhǔn)確測(cè)定Ca2+含量，鈣指示劑與Ca2+在pH＝12～13之間能形成酒紅色絡(luò)合物，而自身顏色為純藍(lán)色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)溶液的顏色由紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。當(dāng)pH>13時(shí)測(cè)定Ca2+指示劑本身為酒紅色，無(wú)法確定終點(diǎn)。第十四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）如果只有鉻黑T指示劑，能否測(cè)定Ca2+含量？如何測(cè)定。