110 无机及分析化学实验
三、仪器与试剂 1.仪器
分析天平 50mL酸式滴定管 25mL移液管 150mL容量瓶 常用玻璃仪器若干 2.试剂
(1)以CaCO3为基准物时所用试剂
乙二胺四乙酸二钠(固体，分析纯) CaCO3（基准试剂） NaOH溶液（10%） 氨缓冲溶液（pH ? 10） 钙指示剂（固体） 氨水(1:1) 镁溶液（溶解1g MgSO4?7H2O于水中，稀释至200mL） 铬黑T (2)以ZnO（或Zn）为基准物时所用试剂
乙二胺四乙酸二钠（固体，分析纯） ZnO（基准试剂） 氨水(1:1) 六次甲基四胺（20%） 二甲酚橙指示剂（0.5%） 盐酸(1:1) 四、实验内容
-1
1.0.02 mol?LEDTA标准溶液的配制
在台秤上称取3.8g乙二胺四乙酸二钠，溶于100 mL去离子水中，微热溶解后，转移到800 mL试剂瓶中，再加入400 mL去离子水，摇匀。如有混浊，应过滤。
2.以CaCO3为基准物标定EDTA溶液
-1
(1)0.02 mol?L钙标准溶液的配制 准确地称取在110℃干燥的CaCO3基准物0.3～ 0.4g（准确至0.1mg）于小烧杯中，盖以表面皿，加少量去离子水润湿后，缓慢地从杯嘴处滴加1:1的HCl 3～5mL，用水把可能溅到表面皿上的溶液冲洗杯中，加热至完全溶解。冷却后，将溶液定量转移到150 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇均匀。
(2)标定（强碱性介质中用此法） a．强碱性介质中用此法 用25mL移液管移取钙标准溶液于250mL的锥形瓶，加入25mL水、2mL镁溶液、 5mL10% NaOH溶液和绿豆大小的钙指示剂，摇均匀后，用EDTA溶液滴定到溶液由红色变为蓝色，即为终点，记录消耗EDTA溶液的体积，平行三次，要求消耗体积的极差小于0.05mL。根据CaCO3的质量和消耗EDTA溶液的体积，计算EDTA标准溶液的准确浓度。
b.氨性缓冲溶液中用此法 用25mL移液管移取钙标准溶液于250mL的锥形瓶，加入15mL pH ? 10 氨缓冲溶液和2滴铬黑T指示剂，摇均匀后，用EDTA溶液滴定到溶液由紫红色变为蓝绿色，即为终点，记录消耗EDTA溶液的体积，平行三次，要求消耗体积的极差小于0.05mL。根据CaCO3的质量和消耗EDTA溶液的体积，计算EDTA标准溶液的准确浓度。
3.以ZnO为基准物标定EDTA溶液
-1
（1）0.02 mol?L锌标准溶液的配制 准确称取在800～1000℃灼烧过的ZnO基准物0.2～0.3g（准确至0.1mg）于小烧杯中，加少量去离子水润湿后，缓慢地滴加1:1的HCl 5mL，同时搅拌至完全溶解。然后，将溶液定量转移到150 mL容量瓶中，稀释至刻度并摇均匀。
（2）标定 用25mL移液管移取锌标准溶液于250mL的锥形瓶，加入约30mL水，2滴二甲酚橙指示剂，摇均匀后，先加1:1的氨水至溶液由黄色刚变橙色，然后滴加20%六次
第四章 定量化学分析
111
甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色后，再多加3mL。用EDTA溶液滴定到溶液由紫红色变为亮黄色，即为终点，记录消耗EDTA溶液的体积。平行三次，要求消耗体积的极差小于0.05mL。根据ZnO的质量和消耗EDTA溶液的体积，计算EDTA标准溶液的准确浓度。
五、实验数据记录与处理
以ZnO为基准物标定EDTA溶液
编号 实验项目 倾出前(称量瓶+基准物)质量 倾出后(称量瓶+基准物)质量 取出基准物的质量 容量瓶的体积 移取基准液的体积 EDTA溶液 终读数 EDTA溶液 初读数 消耗EDTA溶液体积 EDTA溶液的浓度 EDTA溶液的平均浓度 相对平均偏差
六、思考题
1.以ZnO为基准物，以二甲酚橙为指示剂标定EDTA溶液浓度的原理是什么？溶液的pH值应控制在什么范围？若溶液为强酸性，应怎样调节？
2.配位滴定法与酸碱滴定法相比，有哪些不同点？滴定操作过程中应注意哪些问题？
112 无机及分析化学实验
实验二十二 水硬度的测定
一、实验目的
1.掌握配位滴定法测定水硬度原理和方法 2.了解水硬度的测定意义和常用的硬度表示法
3.熟悉金属指示剂铬黑T变色原理及滴定终点的判断
二、实验原理
2+2+
通常把含有较多钙盐和镁盐的水称为硬水。测定水硬度就是测定水中Ca、Mg的含量，最广泛使用的测定方法是以EDTA为滴定剂的配位滴定法。
在pH ?10氨性缓冲溶液条件下，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，可以测2+2+
定Ca和Mg总量，也称水的总硬度。
当铬黑T指示剂溶于水后，在水中存在解离平衡： pH=11.5 pH=6.3
-2-3-HIn HIn In 2
紫色 蓝色 橙色
2+2+
而铬黑T 与Ca、Mg形成紫红色配合物，因此，使用铬黑T为指示剂的最适宜的酸度范围应是pH = 9～10.5。
2+ 2+2-2-实验证明：铬黑T、EDTA与 Ca、Mg形成的配合物稳定性为CaY> MgY > MgHIn>
2+
CaHIn，铬黑T与Mg显色敏锐。
2+2+ 2+
滴定时，铬黑T与Mg首先结合使溶液显紫红色，随着EDTA加入，溶液中Ca、Mg与EDTA反应，终点附近EDTA夺取与铬黑T结合的金属离子，释放出指示剂，从而溶液的
2+2+
颜色由紫红色变为纯蓝色。当水样中Mg含量较低时，可在标定前加入适量的Mg或在缓冲溶液中加入一定量的Mg-EDTA盐，来提高显色灵敏度。
2+
当以钙指示剂作为指示剂，在pH ? 12时，Mg生成Mg(OH)2沉淀而被掩蔽。然后用EDTA
2+
标准溶液滴定到溶液由浅红色变为蓝色即为终点，由此可测得Ca的含量，也称钙硬度。用总硬度减去钙硬度可以得到镁硬度。
水硬度表示方法有多种。德国硬度（?d）是每度相当于1升水中含有10mgCaO；法国硬度（?f）是每度相当于1升水中含有10mgCaCO3；英国硬度（?e）是每度相当于0.7升水中含有10mgCaCO3；美国硬度是每度等于法国硬度的十分之一。目前我国采用德国硬度单位制，本实验硬度的计算为：
硬度（?）?(cV)EDTA?MCaO1000?105 V(水样）
第四章 定量化学分析
113
三、仪器与试剂 1.仪器
分析天平 50mL酸式滴定管 常用玻璃仪器若干 2.试剂
-1
EDTA标准溶液（0.02 mol?L，实验二十一中标定的EDTA标准溶液） 镁溶液（溶解1g MgSO4?7H2O于水中，稀释至200mL）
NaOH （10%） 氨缓冲溶液（pH ? 10） 氨水（1:1） 铬黑T（1%的三乙醇胺-无水乙醇溶液） 钙指示剂（固体） 盐酸（1:1） 自来水试样
四、实验内容 1.总硬度的测定
称取澄清的水样100 mL（用指定的量筒量取，为什么？）放入250 mL锥形瓶中，加入5mL pH ? 10氨缓冲溶液和2～3滴铬黑T指示剂，摇均匀，此时溶液为酒红色。然后用EDTA标准溶液滴定到溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA溶液体积，平行三次。根据EDTA标准溶液浓度和消耗的体积，计算水的总硬度。
2.钙硬度的测定
称取澄清的水样100 mL放入250 mL的锥形瓶中，加入4mL10% NaOH溶液，摇均匀。再加入约0.01g钙指示剂，摇均匀后溶液呈浅红色。然后用EDTA标准溶液滴定到溶液由浅红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA溶液的体积，平行三次。根据EDTA标准溶液浓度和消耗的体积，计算水的钙硬度。
3.镁硬度的测定 总硬度减去钙硬度即得镁硬度。
五、实验数据记录与处理（自己设计表格）
六、思考题
1.测定水的总硬度时，为什么要控制溶液的pH值为10？
2.测定水的硬度时，哪些离子的存在会干扰测定？如何消除干扰？