实验三 水样中总硬度的测定 教学目的 了解硬度的常用表示方法 学会用配位滴定法测定水中钙镁总含量（总硬度）的原理和方法 掌握铬黑T指示剂的使用条件和终点颜色变化情况
实验原理 水的硬度主要决定于水中的钙盐和镁盐 永久硬度 暂时硬度 水总硬度 水的硬度 镁硬度 钙硬度 硬度的测定
测定出水中Ca2＋、Mg2＋的总含量，即可算出总硬度 测定水中Ca2＋、Mg2＋的含量时，常用EDTA配位滴定法进行测定 EDTA配位滴定法测定Ca2＋、Mg2＋含量的条件：EDTA标准溶液，铬黑T或K-B指示剂作为指示剂，在pH=10的条件下进行滴定
配位滴定的特点（与酸碱滴定比较）： 配位反应速度慢：滴定终点不易掌握 解决方法：控制滴定速度（特别是在临近终点时） 共存离子会与EDTA反应：干扰滴定 解决方法：加掩蔽剂消除干扰 EDTA和指示剂是弱酸（碱），金属离子可能发生水解：滴定时需控制酸度 解决方法：加缓冲溶液
Na2H2Y·2H2O：S=11.1g/100mLH2O (T=295K) EDTA标准溶液 EDTA：乙二胺四乙酸 ( H4Y ) 水溶性：EDTA在水中溶解度很小 Na2H2Y·2H2O：S=11.1g/100mLH2O (T=295K) c=0.3mol·L-1 pH4.4 (H2Y2-)
Mn+ + H2Y2-＝MY(n-4) + 2H+ M + Y＝ MY（1：1）
MR + H2Y2- →MY4- + R + 2H+ ( R表示指示剂) 反应变色原理 铬黑T作为指示剂： MR + H2Y2- →MY4- + R + 2H+ ( R表示指示剂) 反应过程颜色变化：红色→紫色→蓝色 滴定终点：红色变为纯蓝色 滴定终点的获得：当滴至浅紫色时，剧烈摇动锥形瓶，观察瓶中出现蓝色即为终点，切记滴至纯蓝色。 蓝色 红色
铬黑 T 铬黑T配合物
测定水的总硬度原理 测定水的总硬度就是测定水中钙、镁的总量，采用EDTA络合滴定法。 用pH=10氨性缓冲液，以EDTA作为络 合滴定剂剂，与水中的钙、镁反应，生成 EDTA-钙和EDTA-镁络合物，根据滴定消 耗的EDTA体积和EDTA浓度可求得水中 钙和镁的含量。
实验基本操作 1. 滴定管的准备 洗 涤 检验滴定管(查漏) 2. 滴定操作 排气泡 润洗 加液 滴定（滴速） 读起始刻度 3. 移液管操作 吸液 调整液面 放液
操作步骤 用移液管移取100.00mL水样于250mL锥形瓶中，加入5mL 1.5mol/L三乙醇胺溶液、 10mL NH3-NH4Cl缓冲溶液、 3～4滴铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为纯蓝色，即为终点 平行测定三份，取平均值为最后的滴定结果
硬度的表示方法 1德国硬度 ：相当于氧化钙含量为10mg·L-1 1英国硬度：相当于碳酸钙含量为14.3mg·L-1 我国生活饮用水卫生标准(GB-5749-85)规定 ：总硬度以碳酸钙计不得超过0.450g·L-1
思考题 为什么测定钙、镁总量时，要控制pH=10？ 因稳定常数 CaY2- > MgY2-，滴定Ca2+的最低pH=8，滴定Mg2+的最低pH=10 指示剂铬黑T使用的最适宜pH范围为9～10.5 铬黑T：H2In- ＝ HIn- ＝ In- pKa＝6.3 pKa＝11.5 紫红 蓝 橙
若水样中Mg2+的含量较低时（相对于Ca2+小于5% ），用铬黑T指示剂往往得不到敏锐的终点，此时应如何测定水硬度？ 1)在EDTA标准溶液中加入适量Mg2+（标定前加入Mg2+，对终点没有影响）或者在缓冲溶液中加入一定量的Mg-EDTA盐，利用置换滴定法的原理来提高终点变色的灵敏性 2)采用K-B混合指示剂，终点颜色由紫红色变为蓝绿色
硬水与软水的区别？ 锅炉用水为什么用软水？ 产生锅垢，影响传热，能耗高，设备受热不均，易变形，寿命缩短 硬水的软化 化学法：加碳酸钠除钙、镁 理物法：电渗析、离子交换树酯软化水