實驗六 自來水總硬度的測定教學筆記一、實驗目的1、學習絡合滴定的原理及其應用2、初步掌握EDTA標準溶液的配制、標定及稀釋3、掌握絡合滴定法中的直接滴定法4、掌握鉻黑T指示劑的使用及終點顏色變化的觀察，掌握絡合滴定操作。二、重難點重點：EDTA標準溶液的配制、標定及稀釋；直接滴定法；鉻黑T指示劑的使用及終點顏色變化的觀察難點：鉻黑T指示劑的使用及終點顏色變化的觀察三、實驗原理水的硬度的測定可分為水的總硬度和鈣、鎂硬度的測定兩種，前者是測定Ca、Mg總量，并以鈣化合物(CaO)含量表示，后者是分別測定Ca和Mg的含量。測定鈣硬時，用NaOH調節溶液pH值為1213，使溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2，白色沉淀，以鈣指示劑為指示劑，指示劑與鈣離子形成紅色的絡合物，滴入EDTA時，鈣離子逐步被絡合，當接近化學計量點時，已與指示劑絡合的鈣離子被EDTA奪出，釋放出指示劑，此時溶液為藍色。測定鈣鎂總硬時，在pH=10的緩沖溶液中，以鉻黑T(EBT)為指示劑，指示劑與鈣、鎂離子形成酒紅色的絡合物，指示劑被EDTA從絡合物中取代出來，至終點即恢復指示劑本身的天藍色。滴定前： EBT + Mg= Mg-EBT (藍色) (紫紅色)滴定時： EDTA + Ca2+= Ca-EDTA (無色)EDTA + Mg2+= Mg-EDTA (無色)終點時:EDTA + Mg-EBT = Mg-EDTA + EBT (紫紅色) (藍色)到達計量點時，呈現指示劑的純藍色。水樣中存在Fe3+，Al3+等微量雜質時，可用三乙醇胺進行掩蔽，Cu+、Pb+、Zn+等重金屬離子可用Na2S或KCN掩蔽。水的硬度常以氧化鈣的量來表示。各國對水的硬度表示不同，我國沿用的硬度表示方法有兩種：一種以度()計，1硬度單位表示十萬份水中含1份CaO(即每升水中含10mgCaO)，即1=10mg/lCaO;另一種以CaOmmol/l表示。經過計算，每升水中含有1mmolCaO時，其硬度為5.6，硬度()計算公式為：硬度()= CEDTAVEDTAMCaO100/V水。四、儀器與試劑臺秤、分析天平、酸式滴定管、錐形瓶、移液管(25mL)、容量瓶(250mL)、燒杯、試劑瓶、量筒(100mL)、表面皿。EDTA(s)(A.R.)、KB指示劑、CaCO3(s)(A.R.)、HCl(11)、三乙醇胺(11)、氨性緩沖溶液( pH10 稱取20gNH4Cl，溶解后，加100mL濃氨水，用水稀至1L)，鉻黑T指示劑(0.05%)、鈣指示劑(s, 與NaCl粉末1100混均)，水樣。五、實驗內容1、0.02molL-1EDTA標準溶液的配制和標定（1)在臺秤上稱取2.0gEDTA于燒杯中，用少量水加熱溶解（為終點顏色易于觀察，可向其中加1ml MgCl2溶液），冷卻后轉入250mL試劑瓶中加去離子水稀釋至250mL。長期放置時應貯于聚乙烯瓶中。（2)準確稱取CaCO3基準物0.500.55g，置于100mL燒杯中，用少量水先潤濕，蓋上表面皿，慢慢滴加11 HCl 10mL，待其溶解后，用少量水洗表面皿及燒杯內壁，洗滌液一同轉入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。移取25.00mLCa+溶液于250mL錐形瓶中，加入三乙醇胺2mL，20mL氨性緩沖溶液，23滴EBT指示劑。用0.02molL-1EDTA溶液滴定至溶液由紫紅變為藍色，即為終點。平行標定三次，計算EDTA溶液的準確濃度。2、EDTA標液的稀釋準確移取已標定好了的EDTA溶液25.00mL于250mL容量瓶中，稀釋至刻度供下面實驗使用.3、自來水硬度的測定取水樣25.00mL于250mL錐形瓶中，加入5mL 1:1三乙醇胺(若水樣中含有重金屬離子，則加入1mL2%Na2S溶液掩蔽)，10mL氨性緩沖溶液，23滴鉻黑T(EBT)指示劑，0.002molL-1EDTA標準溶液(用0.02molL-1EDTA標準溶液稀釋)滴定至溶液由紫紅色變為純藍色，即為終點。注意接近終點時應慢滴多搖。平行測定三次，計算水的總硬度，以度()和mmolL-1兩種方法表示分析結果。附：鈣硬度和鎂硬度的測定取水樣100mL于250mL錐形瓶中，加入2mL 6mol/L NaOH溶液，搖勻，再加入0.01g鈣指示劑，搖勻后用0.005mol/L EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色即為終點。計算鈣硬度。由總硬度和鈣硬度求出鎂硬度。注釋鉻黑T與Mg2+顯色靈敏度高，與Ca2+顯色靈敏度低，當水樣中Ca2+含量高而Mg2+很低時，得到不敏銳的終點，可采用KB混合指示劑。水樣中含鐵量超過10mg/mL時用三乙醇胺掩蔽有困難，需用蒸餾水將水樣稀釋到Fe3+不超過10mg/mL即可。注意事項1、EDTA標準溶液配制時應加入少量的鎂鹽，以提高終點變色的敏銳性。2、三乙醇胺必須在pH4時加入，然后在調節pH至滴定酸度。3、若有CO2或CO32-存在會和Ca2+結合生成CaCO3沉淀，使終點拖后，變色不敏銳。故應在滴定前將溶液酸化并煮沸一除去CO2。但HCl不宜多加，以免影響滴定時溶液的pH。六、數據記錄與處理（略）七、課堂提問討論1、鉻黑T指示劑是怎樣指示滴定終點的?2、本實驗中，需要準確稱量的物品有什么？稱取的質量是多少？ 3、本實驗中，需要使用的滴定管是哪種？相應的指示劑是那種？4、闡述Mg2+-EDTA能夠提高終點敏銳度的原理5、以HCl溶液溶解CaCO3基準物質時，操作中應注意些什么?6、EDTA的標定應該選擇何種方法？為什么？7、實驗中向EDTA溶液中加入氯化鎂溶液會影響到實驗結果的準確性嗎？8、測定自來水硬度時為什么要稀釋EDTA溶液？9、配位滴定中為什么要加入緩沖溶液?10、用