水分析实验 EDTA的标定以及水的硬度及其测定给排水讲义

实验2 EDTA的标定以及水的硬度及其测定

(络合滴定法)

一、目的(略) 二、原理(略)

（1）乙二胺四乙酸(简称EDTA，常用HY表示)的标定

标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgS04·7H20、Hg、Ni、Pb等。通常选用其中与被测物组分相同的物质作基准物，这样，滴定条件较一致，可减小误差。

钙指示剂(常以H3Ind表示)在水溶液中按下式离解:

H3Ind＝2H+ + HInd2

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在pH≥12的溶液中， HInd2离子与Ca2+离子形成比较稳定的络离子，其反应如下；

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HInd2 + Ca2+= CaInd + H+

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纯蓝色 酒红色

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+离子形成比CaInd络离子更稳定的络离子，因此在滴定终点附近 CaInd络

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离子不断转化为较稳定的CaY2络离子，而钙指示剂则被游离了出来，其反应可表示如下:

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CaInd- + H2Y2 + OH-＝CaY2+ HInd2 + H20

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酒红色 无色 纯蓝色

用此法测定钙时，若有Mg2+离子共存(在调节溶液酸度为pH≥12时，Mg2+离子将形成Mg(OH)2沉淀)，则Mg2离子不仅不干扰钙的测定，而且使终点比Ca2+离子单独存在时更敏

十

锐。当Ca2+、Mg2+离子共存时，终点由酒红色到纯蓝色，当Ca2+离子单独存在时则由酒红色到紫蓝色。所以测定单独存在的Ca2+离子时，常常加入少量Mg2+离子。

EDTA溶液若用于测定Pb2+、Bi3+离子，则宜以ZnO或金属Zn为基准物，以二甲酚橙为指示剂。在PH≈5～6的溶液中，二甲酚橙指示剂本身显黄色，与Zn2+离子的络合物呈紫红色。EDTA与Zn2+离子形成更稳定的络合物，因此用EDTA溶液滴定至近终点时，二甲酚橙被游离了出来，溶液由紫红色变为黄色。

络合滴定中所用的水，应不含Fe3+、Al3+、Cu2+、Ca2+、Mg2+等杂质离子。

（2）一般含有钙、镁盐类的水叫硬水（硬水和软水尚无明确的界限，硬度小于5、6度的，一般可称软水）。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。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性。其反应如下：

Ca(HCO3)2 → CaCO3(完全沉淀) + H2O + C02↑ Mg(HCO3)2 → MgCO3(完全沉淀) + H2O + C02↑

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”。由镁离子形成的硬度称为镁硬\，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。

水中钙、镁离子含量，可用EDTA法测定。钙硬测定原理与以CaCO3为基准物标定EDTA标准溶液浓度相同。

当PH≥12时，Mg2+ + 2OH-＝ Mg(OH)2↓

CaInd-(红色) + H2Y2- + OH-＝ CaY2-(无色) + HInd2-(兰色) + H2O

总硬则以铬黑T为指示剂，控制溶液的酸度为pH≈10，以EDTA标准溶液滴定之。

即：当PH≈10时，M-EBT(红色) + EDTA ＝ M-EDTA + EBT(兰色)

由EDTA溶液的浓度和用量，可算出水的总硬，由总硬减去钙硬即为镁硬。

水的硬度的表示方法有多种，随各国的习惯而有所不同：有将水中的盐类都折算成CaCO3而以CaCO3的量作为硬度标准的。也有将盐类合算成CaO而以CaO的量来表示的。本书采用我国目前常用的表示方法:以度（°）计，1硬度单位表示十万份水中含1份Ca0，1°=10ppm CaO（ppm为百万分之几，为parts per miIlion的缩写）。

硬度（°）?cEDTA?VEDTA?MV水?1000CaO?10

5式中: cEDTA——EDTA标准溶液的浓度（单位：mol/L）；

VEDTA——滴定时用去的EDTA标准溶液的体积(单位：mL)；

若此量为滴定总硬时所耗用的，则所得硬度为总硬；若此量为滴定钙硬时所耗用的，则所得硬度为钙硬；

V水——水样体积(单位:mL)； MCaO——CaO的摩尔质量(单位：g/mol)

三、试剂

0.01mol/L EDTA溶液； NH3—NH4Cl缓冲溶液（PH≈10）； 10% NaOH溶液； 钙指示剂； 铬黑T指示剂； 四、步骤 1.总硬的测定：

量取澄清的水样50 mL，（用什么量器?为什么?）放入250mL或500mL锥形瓶中，加入5mL NH3—NH4Cl缓冲溶液，摇匀。再加入约10mg铬黑T固体指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.02mol/L EDTA标准溶液滴定至纯蓝色，即为终点。（做三份平行样） 2.钙硬的测定：

②①

量取澄清水样100mL，放入250mL锥形瓶内，加4mL 10% NaOH溶液，摇匀，再加入约10mg钙指示剂，再摇匀。此时溶液呈淡红色。用已标定的EDTA标准溶液滴定至呈纯蓝色，即为终点。（做三份平行样）

3.镁硬的确定：由总硬减去钙硬即得镁硬。

思考题

1.如果对硬度测定中的数据要求保留三位有效数字，应如何量取100mL水样？

2.用EDTA法怎样测出水的总硬？用什么指示剂？产生什么反应？终点变色如何？试液的pH值应控制在什么范围？如何控制？测定钙硬又如何？ 3.如何得到镁硬？

4.用EDTA法测定水的硬度时，哪些离子的存在有干扰？如何消除？

5.当水样中Mg2+离子含量低时，以铬黑T作指示剂测是水中Ca2+、Mg2+离子的总量，终点不明确，因此常在水样中先加少量MgY2-络合物，在用EDTA滴定，终点就敏锐，这样做对测定结果有无影响？说明其原因。

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