实验六 自来水总硬度的测定教学笔记一、实验目的1、学习络合滴定的原理及其应用2、初步掌握EDTA标准溶液的配制、标定及稀释3、掌握络合滴定法中的直接滴定法4、掌握铬黑T指示剂的使用及终点颜色变化的观察，掌握络合滴定操作二、重难点 重点：EDTA标准溶液的配制、标定及稀释；直接滴定法；铬黑T指示剂的使用及终点颜色变化的观察 难点：铬黑T指示剂的使用及终点颜色变化的观察三、实验原理水的硬度的测定可分为水的总硬度和钙、镁硬度的测定两种，前者是测定Ca、Mg总量，并以钙化合物(CaO)含量表示，后者是分别测定Ca和Mg的含量测定钙硬时，用NaOH调节溶液pH值为12～13，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2，白色沉淀，以钙指示剂为指示剂，指示剂与钙离子形成红色的络合物，滴入EDTA时，钙离子逐步被络合，当接近化学计量点时，已与指示剂络合的钙离子被EDTA夺出，释放出指示剂，此时溶液为蓝色测定钙镁总硬时，在pH=10的缓冲溶液中，以铬黑T(EBT)为指示剂，指示剂与钙、镁离子形成酒红色的络合物，指示剂被EDTA从络合物中取代出来，至终点即恢复指示剂本身的天蓝色滴定前： EBT + Mg２＋= Mg-EBT (蓝色) (紫红色)滴定时： EDTA + Ca2+= Ca-EDTA (无色)EDTA + Mg2+= Mg-EDTA (无色)终点时:EDTA + Mg-EBT = Mg-EDTA + EBT (紫红色) (蓝色)到达计量点时，呈现指示剂的纯蓝色。
水样中存在Fe3+，Al3+等微量杂质时，可用三乙醇胺进行掩蔽，Cu２+、Pb２+、Zn２+等重金属离子可用Na2S或KCN掩蔽水的硬度常以氧化钙的量来表示各国对水的硬度表示不同，我国沿用的硬度表示方法有两种：一种以度(°)计，1硬度单位表示十万份水中含1份CaO(即每升水中含10mgCaO)，即1°=10mg/lCaO;另一种以CaOmmol/l表示经过计算，每升水中含有1mmolCaO时，其硬度为5.6°，硬度(°)计算公式为：硬度(°)= CEDTA·VEDTA·MCaO×100/V水四、仪器与试剂台秤、分析天平、酸式滴定管、锥形瓶、移液管(25mL)、容量瓶(250mL)、烧杯、试剂瓶、量筒(100mL)、表面皿EDTA(s)(A.R.)、KB指示剂、CaCO3(s)(A.R.)、HCl(1∶1)、三乙醇胺(1∶1)、氨性缓冲溶液( pH≈10 称取20gNH4Cl，溶解后，加100mL浓氨水，用水稀至1L)，铬黑T指示剂(0.05%)、钙指示剂(s, 与NaCl粉末1∶100混均)，水样五、实验内容1、0.02mol·L-1EDTA标准溶液的配制和标定（1)在台秤上称取2.0gEDTA于烧杯中，用少量水加热溶解（为终点颜色易于观察，可向其中加1ml MgCl2溶液），冷却后转入250mL试剂瓶中加去离子水稀释至250mL。
长期放置时应贮于聚乙烯瓶中（2)准确称取CaCO3基准物0.50～0.55g，置于100mL烧杯中，用少量水先润湿，盖上表面皿，慢慢滴加1∶1 HCl 10mL，待其溶解后，用少量水洗表面皿及烧杯内壁，洗涤液一同转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀移取25.00mLCa２+溶液于250mL锥形瓶中，加入三乙醇胺2mL，20mL氨性缓冲溶液，2～3滴EBT指示剂用0.02mol·L-1EDTA溶液滴定至溶液由紫红变为蓝色，即为终点平行标定三次，计算EDTA溶液的准确浓度2、EDTA标液的稀释准确移取已标定好了的EDTA溶液25.00mL于250mL容量瓶中，稀释至刻度供下面实验使用.3、自来水硬度的测定取水样25.00mL于250mL锥形瓶中，加入5mL 1:1三乙醇胺(若水样中含有重金属离子，则加入1mL2%Na2S溶液掩蔽)，10mL氨性缓冲溶液，2～3滴铬黑T(EBT)指示剂，0.002mol·L-1EDTA标准溶液(用0.02mol·L-1EDTA标准溶液稀释)滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色，即为终点注意接近终点时应慢滴多摇平行测定三次，计算水的总硬度，以度(°)和mmol·L-1两种方法表示分析结果。
附：钙硬度和镁硬度的测定取水样100mL于250mL锥形瓶中，加入2mL 6mol/L NaOH溶液，摇匀，再加入0.01g钙指示剂，摇匀后用0.005mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点计算钙硬度由总硬度和钙硬度求出镁硬度注释铬黑T与Mg2+显色灵敏度高，与Ca2+显色灵敏度低，当水样中Ca2+含量高而Mg2+很低时，得到不敏锐的终点，可采用KB混合指示剂水样中含铁量超过10mg/mL时用三乙醇胺掩蔽有困难，需用蒸馏水将水样稀释到Fe3+不超过10mg/mL即可注意事项1、EDTA标准溶液配制时应加入少量的镁盐，以提高终点变色的敏锐性2、三乙醇胺必须在pH＜4时加入，然后在调节pH至滴定酸度3、若有CO2或CO32-存在会和Ca2+结合生成CaCO3沉淀，使终点拖后，变色不敏锐故应在滴定前将溶液酸化并煮沸一除去CO2但HCl不宜多加，以免影响滴定时溶液的pH六、数据记录与处理（略）七、课堂提问讨论1、铬黑T指示剂是怎样指示滴定终点的?2、本实验中，需要准确称量的物品有什么？称取的质量是多少？ 3、本实验中，需要使用的滴定管是哪种？相应的指示剂是那种？4、阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理5、以HCl溶液溶解CaCO3基准物质时，操作中应注意些什么?6、EDTA的标定应该选择何种方法？为什么？7、实验中向EDTA溶液中加入氯化镁溶液会影响到实验结果的准确性吗？8、测定自来水硬度时为什么要稀释EDTA溶液？9、配位滴定中为什么要加入缓冲溶液?10、用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰?如何消除?11、水硬度的计算公式如何？八、课后思考题1、配位滴定与酸碱滴定法相比，有哪些不同点?操作中应注意哪些问题?2、如用自来水配制EDTA溶液，对结果的测定有何影响？p189, 2，3教学心得：。