实验六 自来水硬度的测定 一、实验目的 1、练习移液管、滴定管的使用； 2、学会EDTA法测定水的总硬度的原理和方法； 实验六 自来水硬度的测定 一、实验目的 1、练习移液管、滴定管的使用； 2、学会EDTA法测定水的总硬度的原理和方法； 3、掌握铬黑T指示剂的应用及指示剂终点变色的原理； 4、了解金属指示剂的特点； 5、掌握配位滴定过程，突跃范围及指示剂的选择原理。
二、实验原理 水的硬度主要是由于水中存在钙和镁盐所引起的。其测定可以分为水的总硬度测定和钙镁硬度测定两种。总硬度的测定是测定Ca、Mg总量，以钙化物含量表示，后者是分别测定Ca和Mg的含量。 我国采用mmolL-1 或mgL-1 (CaCO3)为单位表示水的硬度。我国生活饮用水规定，总硬度以 CaCO3计，不得超过450 mgL-1。
二、实验原理 本实验用EDTA配位滴定法测定水的总硬度。在pH=l0的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用三乙醇胺 硫化钠掩蔽Fe3+，Al3+，Cu2+，Pb2+，Zn2+等共存离子。如果Mg2+的浓度小于Ca2+浓度的1/20，则需加入5mLMg2+-EDTA溶液。
暂时硬度——水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬度。其反应如下：
永久硬度——水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐，在加热时亦不沉淀（但在锅炉运用温度下，溶解度低的可析出而成为锅垢）。 暂硬和永硬的总和称为“总硬”。由 钙离子形成的硬度称为“钙硬”，由镁 离子形成的硬度称为“镁硬”。
结论 ：如何选择一合适的指示剂？ 指示剂变色点尽量与pM计相接近；符合指示剂的应具备的条件；避免封闭僵化氧化变质现象。 特别注意：MIn与In的颜色对比度要大。
滴定终点时，滴定剂EDTA夺取Mg-铬黑T中的Mg2+， 使铬黑T游离出来，溶液呈蓝色，反应如下： 铬黑T(EBT) 滴定前，Mg2+溶液（pH=9～10）中加入铬黑T后，溶液呈酒红色，发生如下反应： 铬黑T（蓝色）+ Mg2+ Mg-铬黑T（酒红色） 滴定终点时，滴定剂EDTA夺取Mg-铬黑T中的Mg2+， 使铬黑T游离出来，溶液呈蓝色，反应如下： Mg-铬黑T（酒红色）+ EDTA Mg-EDTA + 铬黑T（蓝色）
用EDTA • 2Na滴定钙、镁离子至终点时，钙、镁离子全部与EDTA • 2Na络合而使铬黑T游离,溶液即由紫红色变为蓝色。 乙二胺四乙酸二钠(EDTA•2Na)在pH为10的条件下与水中的钙、 镁离子生成无色可溶性配合物,指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色配合物。 铬黑T与Ca2+配合形式为： 用EDTA • 2Na滴定钙、镁离子至终点时，钙、镁离子全部与EDTA • 2Na络合而使铬黑T游离,溶液即由紫红色变为蓝色。
cEDTA—EDTA标准滴定溶液的浓度，mol/L； VEDTA—消耗的EDTA标准滴定溶液的体积，mL； Ｖ水样—水样的体积，L。
钙硬的测定??? 钙硬测定原理与以CaCO3为基准物标定EDTA标准溶液浓度相同，其变色原理如下： 钙指示剂（常以H3Ind表示）在水溶液中按下式离解： H3Ind 2H+ + HInd2- 在pH12的溶液中，HInd2-离子与Ca2+形成比较稳定的配离子，其反应如下： HInd2-(纯蓝色) +Ca2+ CaInd-(酒红色) + H+
CaY 2-(无色) + HInd2-(纯蓝色)+ H2O 所以在钙标准溶液中加入钙指示剂时，溶液呈酒红色。当用EDTA溶液滴定时，由于EDTA能与Ca2+ 形成比CaInd-配离子更稳定的配离子，因此在滴定终点附近，CaInd- 不断转化为较稳定的CaY-配离子，而钙指示剂则被游离了出来，其反应可表示如下： CaInd- (酒红色)+ H2Y 2- + OH- CaY 2-(无色) + HInd2-(纯蓝色)+ H2O
三、主要试剂和仪器 l. EDTA溶液 0.0lmol·L-1。 2. NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10)。 3. Mg2+-EDTA溶液。 4. 铬黑T指示剂。 5. 三乙醇胺 200g/L 。 6. N2S溶液 20g/L。 7. HCl溶液 (1+1)。
分析操作步骤 1～2滴HCl 移液管移取 锥形瓶 试液酸化 100.00mL自来水 3mL三乙醇胺 1mL硫化钠 煮沸数分钟 除去CO2 冷却 5mL氨性缓冲液 EDTA滴定 红色变为蓝紫色 记录VEDTA 3滴铬黑T
水的总硬度度的测定 (指示剂: 铬黑T，由红色蓝紫色) 项 目 \ 次 数 1 2 3 V水样 / L 0.1000 VEDTA / mL 水的硬度，mmol/L 水的平均硬度 计算公式
五、思考题 1 阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理。 2 滴定为什么要在缓冲溶液中进行?如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生? 3 如何合理选择基准试剂及指示剂？
五、思考题 在测定水的硬度时，先于三个锥瓶中加水样，再氨性缓冲液，加……，然后再一份一份地滴定，这样好不好?为什么? 写出以 mg·L-1表示水的总硬度的计算公式，并计算本实验中水样的总硬度。 8 配位滴定法与酸碱滴定法相比，有哪些不同点？操作中应注意哪些问题？