實驗自來水硬度的測定配位滴定法第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二44.2實驗原理

通常稱含較多量Ca2+、Mg2+的水為硬水，水的總硬度是指水中含有Ca2＋、Mg2＋的總量。硬度又分鈣硬度和鎂硬度，鈣硬度是由Ca2+引起的，鎂硬度是由Mg2+引起的。第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二

水的總硬度測定一般采用配位滴定法（也叫絡合滴定法），在pH≈10的氨緩沖溶液中，以鉻黑T（EBT）為指示劑，用EDTA標準溶液直接測定Ca2+、Mg2+總量。由于KCaY＞KMgY＞KMg-EBT＞KCa-EBT，鉻黑T先與部分Mg絡合為Mg-EBT（酒紅色）。當EDTA滴入時，EDTA與Ca2+、Mg2+絡合，終點時EDTA奪取Mg-EBT中的Mg2+，將EBT置換出來，溶液有酒紅色轉為純藍色。測定失重鈣離子時，另取等量水樣加NaOH調節溶液pH為12～13，使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，加入鈣指示劑，用EDTA滴定，測定水中的Ca2+含量。已知Ca2+、Mg2+的總量及Ca2+的含量，即可算出Mg2+的含量。第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二

ρCa2+（mg·L-1）＝(cV2)EDTA×MCa×103

V

ρMg2+（mg·L-1）＝c(V1－V2)EDTA×MMg×103V

式中，c為EDTA標準溶液的濃度（mol·L-1），V1、V2分別為測定Ca2+、Mg2+總量、Ca2+含量所耗EDTA體積(mL)，V為水樣體積(mL)。

滴定時Fe3+、Al3+的干擾可用三乙醇胺掩蔽，Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子可用KCN、Na2S掩蔽。第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二44.3實驗步驟1、0.020mol·L-1EDTA溶液的配制和標定EDTA溶液的配制：稱取4.0g乙二胺四乙二酸二鈉加入200mL水微熱溶解稀釋配成500mL溶液第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二Ca標準溶液配制用水稀釋至刻度，搖勻，計算其準確濃度用燒杯稱取0.05～0.55gCaCO3少量水潤濕蓋上表面皿慢慢滴加1:1的HCl5mL溶解加少量水稀釋定量轉移至250mL容量瓶第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二EDTA溶液的標定移取25mLCa標準溶液40g·L-1NaOH溶液小量鈣指示劑EDTA溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色平行做三份，計算EDTA標準溶液的濃度第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二2、自來水硬度的測定

打開水龍頭，先放數分鐘，用已洗凈的試劑瓶接水樣500～1000mL，蓋好瓶塞備用。

（1）Ca2+、Mg2+總量的測定移取自來水樣100mL加入10mL氨性緩沖溶液30mg鉻黑TEDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色為終點平行滴定3次，計算Ca2+、Mg2+總量或總硬度記下EDTA的用量V1(ml)注：必要時加掩蔽劑掩蔽Fe3+、Al3+。第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二（2）Ca2+含量的測定Mg2+的含由量Ca2+、Mg2+總量與Ca2+含量之差計算而得。取水樣100mL加入5mL40g·L-1NaOH溶液鈣指示劑30mg用EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為純藍色為終點EDTA的用量V2(mL)平行滴定3次，計算Ca2+含量或總硬度第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二44.4注意事項

（1）鉻黑T與Mg2+顯色的靈敏度高，與Ca2+顯色的靈敏度低，當水樣中Ca2+含量很高，而Mg2+含量很低時，往往得不到敏銳的終點。可在水樣中加入少量Mg-EDTA，利用置換滴定法的原理來提高終點變色的敏銳性，或者改用K-B指示劑。

（2）滴定時，因反應速度較慢，在接近終點時，標準溶液慢慢加入，并充分搖動；因氨性溶液中，當Ca(HCO3)2含量高時，可慢慢析出CaCO3沉淀使終點拖長，變色不敏銳。這時可于滴定前將溶液酸化，即加入1～2滴1:1的HCl，煮沸溶液以除去CO32-。但HCl不宜多加，否則影響滴定時溶液的pH。第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二44.5問題討論（1）用CaCO3為基準物，以鈣指示劑為指示劑標定EDTA濃度時，應控制溶液的酸度為多大？為什么？應如何控制？（2）什么叫水的總硬度？怎樣計算水的總硬度？（3）為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時，要控制pH≈10，而滴定Ca2+含量時要控制pH為12～13？若pH>13時測定Ca2+對結果有和影響？（4）如果只有鉻黑T指示劑，能否測定Ca2+含量？如何測定。第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二44.6參考答案（1）用CaCO3為基準物，以鈣指示劑為指示劑標定EDTA濃度時，應控制溶液的酸度為多大？為什么？應如何控制？

答：CaCO3為基準物，以鈣指示劑為指示劑標定EDTA濃度時，因鈣指示劑與Ca2+在pH＝12～13之間能形成酒紅色絡合物，而自身顏色為純藍色，當滴定終點時溶液的顏色由紅色變為純藍色，所以用NaOH控制溶液的酸度為pH＝12～13。第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二（2）什么叫水的總硬度？怎樣計算水的總硬度？

答：水中Ca2+、Mg2+總量稱為水的總硬度。(cV)EDTA×MCaOV水(cV)EDTA×MMgOV水×1000（g·L－1）×100（0）

第十三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二（3）為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時，要控制pH≈10，而滴定Ca2+含量時要控制pH為12～13？若pH>13時測定Ca2+對結果有和影響？

答：因為滴定Ca2+、Mg2+總量時要用鉻黑T指示劑，鉻黑T指示劑在pH為8～11時為藍色。與金屬離子形成的配合物為紫紅色，終點為藍色，所以溶液要控制pH≈10。滴定Ca2+含量時要將pH控制為12～13，主要是使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀，以保證準確測定Ca2+含量，鈣指示劑與Ca2+在pH＝12～13之間能形成酒紅色絡合物，而自身顏色為純藍色，當滴定終點時溶液的顏色由紅色變為純藍色。當pH>13時測定Ca2+指示劑本身為酒紅色，無法確定終點。第十四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期二（4）如果只有鉻黑T指示劑，能否測定Ca2+含量？如何測定。