实验六 EDTA标准溶液的标定及自来水硬度的测定

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1 实验六 EDTA标准溶液的标定及自来水硬度的测定
胡应喜 北京石油化工学院基础化学教学与实验中心

2 【实验目的】 1. 学习用碳酸钙标定EDTA的基本原理与方法。 2. 掌握铬黑T(EBT) 或K－B指示剂的使用和确定终点的方法。
3. 进一步掌握分析天平、容量瓶、移液管、滴定管的正确使用。 4. 练习配位滴定法测定自来水中钙、镁含量原理和方法。

3 【实验原理】 1. EDTA浓度的标定 乙二胺四乙酸的结构：
乙二胺四乙酸(H4Y)是一种有机配位剂，能与大多数金属离子形成稳定的1:1 型的螯合物，计量关系简单，故常用作配位滴定的标准溶液。由于EDTA酸不易溶于水，通常采用Na2H2Y·2H2O配制标准溶液。

4 通常采用间接法标定EDTA标准溶液，基准物有Zn、 CaCO3、ZnO等。
　　配制好的EDTA溶液，用CaCO3作基准物，以铬黑T (EBT)或K-B为指示剂，在pH=10时进行标定。 CaCO3 + 2HCl＝CaCl2 + CO2↑ + H2O Ca2+ + EBT → Ca-EBT 蓝色 酒红色 Ca2+ + H2Y2－(EDTA) ＝ CaY2－ + 2H+ Ca-EBT + H2Y2－ ＝ CaY2－ + EBT + 2H+ 酒红色 蓝色

5 2. 自来水总硬度的测定 　　通常称含较多量Ca2+、Mg2+的水为硬水，水的总硬度是指水中含有Ca2+、Mg2+的总量。 　　一种是以(º)计，1º＝10ppmCaO，即表示1 L水中含CaO 10mg； 　　另一种是以ppm计，即1ppm相当于1 L水中含1mgCaO。 　　水质与水的硬度的关系： 　　< 4º ：极软的水；4~18º：软水；4~18º：中等硬度水；　　 　　4~18º：硬水；＞32º：很硬的水

6 水中的Ca2+、Mg2+ 离子可用EDTA标准溶液进行滴定： Ca2+/Mg2+ + EBT → Ca/Mg-EBT/Mg-EBT
蓝色 酒红色 Ca2+/Mg2+ + EDTA ＝ Ca/Mg-EDTA Ca-EBT/Mg-EBT + EDTA ＝ EBT + Ca-EDTA/Mg-EDTA 酒红色 蓝色

7 【仪器与试剂】 仪器： 酸式滴定管，锥形，瓶洗瓶，试剂瓶(500mL)，量筒(50mL)，容量瓶(250mL)，天平，电子分析天平，移液管(5mL)。 试剂： 乙二胺四乙酸二钠盐 (AR)；CaCO3 (AR)； 6mol/L HCl ；三乙醇胺溶液(1:1)； 0.05%铬黑T指示剂；K-B指示剂 ；NH3∙H2O-NH4Cl 缓冲溶液(pH=10) 。

8 【实验步骤】 1．0.01mol·L－1 EDTA溶液的配制 2．Ca2+ 标准溶液的配制 揺匀，备用 ① 1.9g EDTA
, 少量水洗3次 转移 100mL烧杯 ① 1.9g EDTA 揺匀，备用 ② 加～20mL热水搅拌溶解 加水至500mL ～ 0.01mol/L EDTA 2．Ca2+ 标准溶液的配制 250mL 定容 ① 准确称量0.25～0.30g CaCO3 100mL烧杯 揺匀, 备用 计算Ca2+标准溶液浓度 ② 少量去离子水润湿，滴加6mol/LHCl溶解

9 3．EDTA 标准溶液的标定 平行滴定三次，三次消耗EDTA体积相互不能超过0.10mL，否则重做！ 1～2滴
EBT(K-B) 20mL NH3·H2O-NH4Cl 25.00mL Ca2+标准溶液 用EDTA滴定 酒红色→蓝色，30s不褪色，读数 平行滴定三次，三次消耗EDTA体积相互不能超过0.10mL，否则重做！

10 4．自来水总硬度的测定 平行滴定三次 ΔV ≤0.1mL 酒红色→蓝色，30s不褪色，读数 1～2滴 5mL三乙醇胺 EBT(K-B)
20mL NH3·H2O-NH4Cl 1～2滴 EBT(K-B) 自来水样 5mL三乙醇胺 50.00mL 自来水 用EDTA滴定 平行滴定三次 ΔV ≤0.1mL 酒红色→蓝色，30s不褪色，读数

11 5．未知样中Ca2+浓度的测定 平行滴定三次 ΔV ≤0.1mL 酒红色→蓝色，30s不褪色，读数 1～2滴 5mL三乙醇胺
20mL NH3·H2O-NH4Cl 1～2滴 EBT(K-B) 未知1 5mL三乙醇胺 25.00mL 未知样 用EDTA滴定 平行滴定三次 ΔV ≤0.1mL 酒红色→蓝色，30s不褪色，读数

12 【数据记录】 1．EDTA 标准溶液的标定实验数据及结果 1 2 3 CaCO3质量 (g) Ca2+浓度(mol/L)
Ca2+体积 (mL) 25.00 EDTA(终读数) (mL) EDTA体积(初读数) (mL) 消耗EDTA体积 (mL) EDTA浓度(mol/L) EDTA浓度的平均值(mol/L) 相对偏差(%)

13 2．自来水总硬度的测定实验数据及结果 1 2 3 H2O的体积 (mL) 50.00 EDTA浓度/ mol/L
EDTA(终读数) (mL) EDTA体积(初读数) /mL 消耗EDTA体积 (mL) Ca含量(mg/L)(以CaO计) CaO含量的平均值(mg/L) 水的总硬度(◦)

14 3．未知样中Ca2+浓度测定实验数据及结果 1 2 3 未知样的体积 (mL) 25.00 EDTA浓度/ mol/L
EDTA(终读数) (mL) EDTA体积(初读数) /mL 消耗EDTA体积 (mL) Ca2+浓度(mol/L) Ca2+的平均浓度(mol/L)

15 【基本操作】 1. 称量：天平的使用。 2. 溶液的配制：容量瓶的使用。 3. 溶液的取用：移液管和量筒的使用。 4. 滴定：滴定管的使用。

16 【注意事项】 1. EDTA溶液是粗配，不用电子分析天平称量EDTA。
2. 溶解碳酸钙时，要缓慢滴加HCl，避免CO2集中释放而使溶液溅出，同时HCl不能加得过多。 3. 指示剂的加入量不能过多，1~2滴即可，过多的指示剂会消耗滴定剂，产生滴定误差。 4. 不能：单手操作滴定，不摇动锥形瓶，放液速度太快。 5. 1～10　　 1#未知样 　11～20　　2#未知样 21～32　　3#未知样