水分析实验 EDTA的标定以及水的硬度及其测定给排水讲义.docVIP

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 二、原理 （1）乙二胺四乙酸(简称EDTA，常用HY表示)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－ 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； HInd2－ + Ca2+= CaInd－ + H+ 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: CaInd- + H2Y2－ + OH-＝CaY2－+ HInd2－ + H20 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Mg2十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（°） 式中: ——EDTA标准溶液的浓度（单位：mol/L）； ——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； ——水样体积(单位:mL)； ——Ca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0 mL①，（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②，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。 2.钙硬的测定： 量取澄清水样100mL，放入250mL锥形瓶内，加4mL 10% NaOH溶液，摇