实验十三 水的硬度测定
一、目的与要求
1、了解络合量法测定水的硬度的原理及方法。 2、掌握水的硬度测定的方法及计算。
二、方法提要
水的硬度的测定，自50年代以来，用EDTA标准溶液直接滴定水中Ca、Mg总量，然后以Ca换算为相应的硬度单位。工业上水的硬度有多种表示方法，较通用的为德国度，1度相当于1升水中含CaO10毫升。在我国除采用度表示法外，还常以mg/L表示，mg/L相当于ppm，1mg/L相当于1ppm，故1°=10ppmCaO。
测定原理：取一定的水样，调节pH≈10，以铬黑T为 指示剂，用EDTA标准溶液（0.05mol/L）滴定Ca2+、Mg2+的总量，即可计算水的硬度。反应式为：
三、操作步骤
量取水样100ml置于锥形瓶中，加NH32H2O—NH4Cl缓冲液（pH10.0）5ml，铬黑T 指示剂少许，用EDTA标准液（0.01mol/L）滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，即为终点。
当水的硬度较大时，在pH≈10会析出MgCO3、CaCO3沉淀使溶液变浑。 【公式】
HCO3＋Ca2+＋OH-→CaCO3↓＋H2O
在这种情况下，滴定至“终点”时，常出现返回现象，使终点难以确定，滴定的重复性差，为了防止Ca2+、Mg2+沉淀，可按以下步骤进行：
量取水样100ml置于锥形瓶中，投入一小块刚果红试纸，用盐酸（6 mol/L）酸化至试纸变蓝色，振摇2分钟，然后如前所述加缓冲液和指示剂，用EDTA标准液（0.01mol/L）滴定。
四、思考题
1、你准备怎样配制EDTA标准液（0.01mol/L）？
2、试说明硬度计算公式的来源？
3、为什么后一操作步骤可以防止Ca2+、Mg2+的沉淀？
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实验十四 EDTA法分别测定混合物中钙盐及镁盐的含量
一、目的与要求
1、了解混合试样的测定方法。
2、掌握钙指示剂的使用原理及条件
二、方法提要
测定Ca2+、Mg2+共存时的含量的方法，可在一份溶液中进行，也可平行取两份溶液进行。前者是先在pH=12时滴定Ca2+，后将溶液调至pH=10时滴定Mg2+（先调至pH≈3,再调至pH≈10，以防止Mg(OH)2或MgCO3等形式存在而溶解不完全）。后一种方法是一份试液在pH=10时测定Ca2+、Mg2+总量，另一份在pH=12时测定Ca2+，用差减法求出Mg2+的含量。本实验采用后一种方法。
本实验为取一分溶液调节溶液的pH≈10，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定Ca2+、Mg2+总量。另取一分试液，调节溶液pH12～13，此时，Mg2+生产Mg(OH)2沉淀，故可用EDTA单独滴定Ca2+，但要注意Mg(OH)2沉淀会吸附Ca2+，从而使钙的结果偏低，镁的结果偏高。另外溶液pH12～13时钙指示剂与Ca2+形成稳定的粉红色络合物，而游离指示剂为蓝色，故滴定终点由粉红色变成蓝色。
三、操作步骤
钙盐的含量测定 精密称取定量的可溶性钙盐及镁盐混合试样，在250ml容量瓶中配制成相当于Ca2+或Mg2+浓度约0.05mol/L，精密吸取样品液20ml，加蒸馏水25ml，二乙胺3ml调节pH12～13，再加入钙指示剂1ml，用EDTA标准溶液（0.05mol/L）滴定溶液从粉红色变为蓝色，即为终点。消耗体积为V1
镁盐的含量测定 从上述容量瓶中，精密吸取样品20ml，加蒸馏水25ml，NH32H2O—NH4Cl缓冲液（pH10.0）10ml，铬黑T指示剂少量，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色为纯蓝色，即为终点。消耗体积为V2
四、注意事项
二乙胺用量要适当，如果pH＜12，则Mg(OH)2沉淀不完全；而pH＞13时，钙指示剂在终点变化不明显。
五、思考题
1、为什么试样分析时是用一次称样
，分取试液滴定的操作？能都分别称样，进行滴定分析？ 2、本实验测定Ca2+、Mg2+时为什么要使用两种缓冲液？ 3、为什么在镁盐测定中消耗标准溶液的体积是V2—V1？
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实验十五 氯化钙的含量测定
一、目的与要求
掌握络合滴定中辅助指示剂的原理
二、方法提要
络合滴定中常用的指示剂为络黑T，但钙离子与络黑T在PH=10时形成的CaIn离子不够稳定，会使终点过早出现，而镁离子与络黑T形成的MgIn-相当稳定。利用CaY2-比MgY2-更稳定的性质，加入少量MgY2ˉ作辅助指示剂，当Ca2+试液中加入络黑T与MgY2-的混合液后，发生下列置换反应：
MgY＋Ca＝Ca Y＋Mg
2﹢2ˉˉ﹢
Mg＋HIn＝MgIn＋H
滴定过程中，EDTA先与游离Ca2+络合，因此，在终点前溶液显MgIn-的酒红色。最后，EDTA从MgIn-中置换出络黑T，使溶液由酒红色变为纯蓝色。 MgInˉ＋H2Y2ˉ＝MgY2ˉ＋HIn2ˉ＋H﹢
2-在整个滴定过程中MgY并未消耗EDTA，而是起了辅助络黑T指示终点的作用。
2ˉ
2+
2ˉ
2﹢
三、操作步骤
取本样品约1.5g，置贮有蒸馏水约10ml并称重量的称量瓶中，精密称定，移置100ml的容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，精密量取10ml，置锥形烧瓶中。
另取蒸馏水10ml，加NH32H2O—NH4CL缓冲液（PH10.0）10ml，稀硫酸镁试液1滴与络黑T指示剂少量，用EDTA标准溶液（0.05mol/L）滴定至溶液显纯蓝色。将此溶液倾入上述锥形瓶中，用EDTA标准溶液（0.05mol/L）滴定至溶液自紫红色转变为纯蓝色，即为终点。按下式计算
四、注意事项
由于氯化钙为白色、坚硬的碎块或颗粒；潮解性很强。所以称量方法较为特殊，称量速度宜快些。
五、思考题
1.如果试样是Ca2+，Mg2+的混合物是否可以用络黑T指示剂从混合液中分别测定Ca2+及Mg2+的含量？
2.氯化钙除用络合滴定法测定其含量外，能否用沉淀滴定法测定其含量？
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第六章 氧化还原滴定法
实验十六 I2标准溶液（0.05mol/L）的配制与标定
一、目的与要求
1.掌握碘标准溶液的配制方法和注意事项。 2.了解直接碘量法的操作过程。
二、方法提要
用升华法制得的纯碘，可以直接用于配制标准溶液。由于碘在室温时的升华压为0.31毫米，称量时易引起损失；另外，碘蒸汽对天平零件具有一定的腐蚀作用。故碘标准溶液多采用间接法配制。碘在纯水中的溶解度很小，通常都是利用I2与I生成I3络离子的反应，配制成有过量碘化钾存在的碘溶液，I3的形成增大了碘的溶解度也减小了碘的挥发损失。 由于光照和受热都能促使溶液中I-的氧化。所以，配好的含有碘化钾的碘标准溶液放在棕色瓶中，置于暗处保存。
通常As2O3直接标定I2溶液的浓度。也可先标出Na2S2O3溶液浓度，然后再用Na2S2O3溶液标定I2溶液。
As2O3不易溶于水，通常先用NaOH把它溶解，以得到Na2 As2O3。
As2O3+ 6NaOH= 2Na2As2O3+3H2O
然后再用H2SO4中和过量的NaOH。As2O3-和碘之间的反应为
3-3--+
As2O3+ I2+ H2O= AsO4+2I+ 2H
反应生成氢离子。在碱性溶液中 I2 氧化 As2O3- 的反应可达完全，但又不能再强碱性溶液中进行滴定，标定在NaHCO3溶液中进行，溶液的PH值约为8.
由此反应可知，1摩尔的 As2O3生成2摩尔Na2 As2O3，1摩尔AsO3与1摩尔的I2等计量反应。所以As2O3与 I2化学计量反应的摩尔比为1：2.
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三、操作步骤
1. I2溶液的配制 取I213g，加KI溶液（36gKI溶于30ml水中），溶解后，加浓盐酸3滴与蒸馏水1000ml，盛棕色瓶中，摇匀，用垂熔玻璃滤器滤过。
2. I2溶液的标定
（1）用As2O3标定：取在105℃干燥至恒重的基准物As2O3约0.2g，精密称定。加NaOH液（1mol/L）4毫升，使溶解，加蒸馏水20毫升，酚酞指示液1滴，滴加硫酸液（1mol/L）至粉红色褪去，然后再加入NaHCO32g，蒸馏水30ml与淀粉指示液2ml，用碘液滴定至溶液显浅紫色。
按下式计算I2液浓度
（2）用Na2S2O3溶液标定：准确量取I2液20ml，加蒸馏水100ml及HCL溶液（4mol/L）5ml，用Na2S2O3溶液（0.1mol/L）滴定，近终点时加淀粉指示液2ml，继续滴定至蓝色消失。根据Na2S2O3溶液消耗的体积算出I2溶液的摩尔浓度。
标定操作平行重复3次，相对偏差不超过0.2％.
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