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实验二 水总硬度的测定 (配位滴定法 )
实验日期： 实验目的：
１、学习 EDTA标准溶液的配制方法及滴定终点的判断； ２、掌握钙、镁测定的原理、方法和计算。 一、水硬度的表示法：
一般所说的水硬度就是指水中钙、镁离子的含量。最常用的表示水硬度的单位有： １、以度表示，１ ＝10 ppm CaO，相当 10万份水中含１份
CaO。
２、以水中 CaCO3的浓度 (ppm)计相当于每升水中含有 CaCO
3多少毫克。
o
M(56.08 g/mol) CaO—氧化钙的摩尔质量
MCaCO3—碳酸钙的摩尔质量 (100.09 g/mol) 二、测定原理：
， 。
测定水的总硬度， 一般采用配位滴定法即在 pH＝10的氨性溶液中， 以铬黑Ｔ作为指示剂 ,
2+
2+
用EDTA标准溶液直接滴定水中的 Ca 、Mg
，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色， 点。反应如下：
） ＝ Ｍe－EBT 滴定前： EBT ＋ Ｍe（Ca 、Mg
（蓝色）
滴定开始至化学计量点前：
2-
+ Ca
pH=10 H2Y
2-
2+
2+
2+
即为终
（紫红色）
2-
+ 2H
+
H
+
Ca 2-
+ 2+ 2Y
Mg 2-
+ Mg
2-
2-
＝ CaY
2-
+ 2H
+
＝ MgY
+
计量点时： H2Y + Mg-EBT
＝ MgY + EBT +2H
（蓝色）
等重金属离子可用 KCN、Na2
,Cu 、Pb 、Zn
S
2+
2+
2+
（紫蓝色）
滴定时 ,Fe 、Al 等干扰离子用三乙醇胺掩蔽 或巯基乙酸掩蔽。 三、主要试剂
3+
3+
1、0.02mol/LEDTA 2 、NH3-NH4Cl 缓冲溶液 3 、铬黑Ｔ :0.5 ％ 4、三乙醇胺（ 1:2 ） 5 、Na2S溶液 2 ％ 7、CaCO3固体Ａ . Ｒ. 四、测定过程
１、EDTA溶液的标定
准确称取在 120度烘干的碳酸钙 0.5 ～ 0. 55g 馏水润湿，盖上表面皿，缓慢加１：１
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6 、HCl溶液 1:1
一份， 置于250ml 的烧杯中，用少量蒸
HCl 10ml, 加热溶解定量地转入 250ml容量瓶中，定容
后摇匀。吸取 25ml，注入锥形瓶中，加 20ml NH3-NH4Cl缓冲溶液， 铬黑Ｔ指示剂２～３滴，
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用欲标定的 EDTA溶液滴定到由紫红色变为纯蓝色即为终点，计算
２、水样测定
EDTA溶液的准确浓度。
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***
取水样 100ml，注入锥形瓶中，加１：１的 HCl 1～2滴酸化水样。煮沸数分钟，除去
CO 2，
水总硬度
(CV ) M CaCO EDT3
( ml )
水样
A
单位： ppm )
1000 (
冷却后，加入５ ml 三乙醇胺溶液，５ ml NH3 -NH4Cl 缓冲溶液， 1 mlNa2 S, 少量铬黑Ｔ , 用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。
再重复测定二次，以含 CaCO3 的浓度 (ppm) 表示硬度。 五、实验报告 １、EDTA溶液的标定
-1
序号 碳酸钙质量 /g V （EDTA）/ml C （EDTA）/ （mol· L 1 2 3
） 平均值 RSD
２、水样测定
序号 V （水样） /ml V 1 2 3
（EDTA）/ml
水的硬度 /ppm
平均值
RSD
注释
2+
2+
铬黑 T 与 Mg 显色灵敏度高，与 Ca 显色灵敏度低，当水样中
KB 混合指示剂。
-1
很低时， Ca 含量高而 Mg
2+ 2+
得到不敏锐的终点，可采用
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
-1
3+
Fe
不超过 10mg· mL
思考题
1. 配制 CaCO3 溶液和 EDTA溶液时，各采用何种天平称量 2. 铬黑 T 指示剂是怎样指示滴定终点的
?
? ?为什么 ?
3. 以 HCl 溶液溶解 CaCO3 基准物质时，操作中应注意些什么 4. 配位滴定中为什么要加入缓冲溶液
?
5. 用 EDTA法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰 6. 配位滴定与酸碱滴定法相比，有哪些不同点
?如何消除 ?
?操作中应注意哪些问题 ?
1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液？
答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低 而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，
***
pH 值，否则就不能被准确滴。
导致终点误差变大， 甚至不能准确滴定。 因
***
此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。
2. 用 CaCO3 为基准物。以钙指示剂为指示剂标定 多大？为什么？如何控制？
答：用 CaCO3 为基准物质，以钙指示剂为指示剂标定
2+
EDTA 浓度时，应控制溶液的酸度为
EDTA 浓度时，因为钙指示剂与
Ca 在 pH=12～13 之间能形成酒红色络合物，而自身呈纯蓝色，当滴定到终点时溶液的颜 色由红色变纯蓝色，所以用
NaOH 控制溶液的 pH 为 12～13。
2+
3.以二甲酚橙为指示剂，用 Zn 标定 EDTA 浓度的实验中，溶液的解： 六次甲基四胺与盐酸反应为：
+H+·Cl- (CH2)6N4+HCl==(CH 2)6N
反应中盐酸的物质的量：
1 2
3 1 2
m o l
4.8 1 0
5
1 0 0 0
六次甲基四胺的物质的量：
10
200
1000
2
1.43 10 m o l 140
故六次甲基四胺过量。
缓冲体系中剩余六次甲基四胺的浓度为：
200
10 1000
1 2
5 12 1000
140
1
C
0.30 mol L
b
32
1000
六次甲基四胺盐的浓度为：
1 2 12
C5
1000
1
a 32
0 .15 mol L
1000
根据一般缓冲溶液计算公式：
C
b
pH pK
lg 得：
a
C
a
pH (14 pK )
lg
C b B
C a
0 .3 0
14
8 .85 lg
2. 5
***
pH 为多少？