山东第一医科大学（泰山医学院）：《基础化学》课程教学资源（实验指导，打印版）EDTA标准溶液的配制、标定及水的总硬度测定

实验14EDTA标准溶液的配制、标定及水的总硬度测定 一、实验目的 1.掌握EDTA标准溶液的配制和标定方法。 2.掌握EDTA法测定水的总硬度的方法和原理。 3.掌握铬黑T(EBT)指示剂使用条件和终点变化。 4.了解水的硬度的表示方法。 二、实验原理 1.水的总硬度 水的硬度反映水中钙、镁含量的多少。硬度又可区分为暂时硬度和永久硬度。 当钙、镁以碳酸氢盐形式存在于水中时，此时产生的硬度称暂时硬度，因碳酸氢 盐受热时会发生分解，生成沉淀而消除： CaHC0△CaC0,1(完全沉淀+H,0+C0.t MgHC0)△一Mg,C0,1(沉淀不完全)+H0+C0t +H0→Mg(Om2+002t 而当钙、镁以硫酸盐、氯化物和硝酸盐等形式存在时，由于它们在受热时不 会生成沉淀而除去，故由此产生的硬度就称为永久硬度。暂时硬度和永久硬度的 总和称为总硬度。 另外，由镁离子产生的硬度称为“镁硬”，而由钙离子产生的硬度称为“钙 硬”。测定水的总硬度就是测定水中钙、镁的总量。 水中钙、镁离子的含量，可用EDTA配位滴定法测定。在pH=10.0的氨性 缓冲溶液中，以铬黑T指示剂指示终点，用三乙醇胺掩蔽F℃3+、A+等干扰离子， Na2S掩蔽Cu2+、Pb2+、Zm2+等重金属离子，用EDTA标准溶液滴定，根据消耗 EDTA标准溶液的体积和浓度可计算出水的总硬度。 水的硬度对饮用和工业用水关系极大，是水质分析的常规项目。对于水的硬 度，世界各国有不同的表示方法： 德国硬度（°d)是每度相当于1L水中含有10 mgCaO: 法国硬度（°fD是每度相当于1L水中含10 mgCaC(0: 英国硬度（°e)是每度相当于0.7L水中含10 mgCaC0;

美国硬度是每度等于法国硬度的1/10： 中国采用的硬度单位与德国相同，也以g·L表示。 水的硬度对饮用和工业用水关系极大，是水质分析的常规项目。 2.EDTA标准溶液的标定 EDTA常因吸附约0.3%水分和其中含有少量杂质而不能直接配制成标准溶 液，通常先把EDTA配成所需要的大概浓度，然后用基准物质标定。基准物质有 Zn、ZnO、CaCO,、MgSO:等，本次试验用ZnO作基准物质铬黑T为指示剂进行 标定，铬黑T在不同的酸度下显示不同的颜色：pH12为橙色：最 适宜的酸度为pH-9-10.5。终点由酒红色变为纯蓝色。Hl2-代表铬黑T,H,Y2- 代表EDTA。其滴定反应过程中的颜色变化： Zn2++Hn2(纯蓝色)ZnIn(酒红色)+H Zn2++HY2=Zn Y2+2H ZnIn(酒红色)+H2Y2=ZnY2+Hn2(纯蓝色)+H 3.配位滴定指示剂的终点指示原理 目前主要用EDTA滴定法测定水中钙和镁总量，并折合成CaO或CaCO,含量 来确定水的总硬度。用EDTA测定Ca和Mg总量，一般是在pH=10的氨性缓冲 溶液中进行。铬黑T作指示剂，滴定开始前Ca+和Mg+与EBT形成酒红色络合物， 滴定开始EDTA首先和游离的Ca2和Mg反应，滴至计量点附近时，EDTA就将与 EBT形成酒红色络合物中的Ca和Mg2+夺出来，使指示剂游离出来溶液呈纯蓝 EBT(Ca2,Mg)(酒红色)+EDTA=EDTA(Ca2+,Mg2+)+EBT(蓝色) 测定时水中含有其它干扰离子时，可选用掩蔽方法消除，如Fe+,A可用 三乙醇胺掩蔽，Cu2+,Pb2+,Zn2+等可用KCN或Na2S掩蔽。 4.水硬度的计算方法 (1)用度表示： x度(C)=c(ED7A):Y(EDT:MCaO)×10 V(水样) (2)用CaC0,(mgL)表示 Caco,(EDTA)Y(EDTA)M(CacO) V(水样)

(3)用Ca0(mgL)表示： Cao-(EDTA)-V(EDTA)-M(CaO)x10 V(水样) 三、仪器与试剂 仪器：酸式滴定管(50mL),锥形瓶(250mL),容量瓶(250mL),移液 管(25mL),电子天平，吸耳球 试剂：乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)(AR),NH-NH,CI缓冲溶液(pH=I0), 铬黑T(EBT),甲基红，三乙醇胺(1：2水溶液)，HC1(1:1水溶液，6.0molL), 氢水(1：2水溶液)，氧化锌(99.99%)。 四、实验步骤 1.0.02 mol L EDTA标准溶液的配制和标定 (1)准备好酸式滴定管和相关的分析仪器并洗刷干净。 (2)0.02 mol/L EDTA标准溶液的配制。 称取EDTA二钠盐（分析纯）1.6g于250mL烧杯，加蒸馏水150mL,加 热溶解，必要时过滤。冷却后用蒸馏水稀释至250mL,摇匀，保存在细口瓶中。 (3)NH-NH,C1缓冲溶液(pH=10)配制：称取氯化氨固体154g加蒸馏水溶 解，加相对密度为0.9的浓氨水380mL,再加蒸馏水稀释至1L。 (4)氧化锌基准溶液的配制 准确称取基准物质氧化锌约0.20××~0.2200g,加入3mL稀盐酸使之溶解。 将此溶液全部转移至250mL容量瓶中，用水冲洗烧杯壁几次，洗液一并转移到 容量瓶中，用水稀释至刻度摇匀。 (5)标准溶液的标定 用移液管移取基准溶液25.00mL于锥形瓶中，加1滴甲基红，用胶头滴管 吸取稀氨水滴加基准溶液有红色变微黄色溶液即可。 在上述溶液中加20mL蒸馏水、10mL缓冲溶液和3滴铬黑T指示剂，用 配制的EDTA滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA溶液 的体积。平行测定3次

EDTA标准溶液的标定 1 2 3 氧化锌基准溶液体积/mL 25.00 25.00 25.00 氧化锌基准溶液浓度molL EDTA溶液体积/mL EDTA溶液浓度/molL EDTA溶液平均浓度/molL 相对平均偏差 处理公式 -，M(氧化锌)=81.38gmol 2.水硬度的测定 移取50.00mL水样，于250mL锥形瓶中，加1~2滴1：1HC1酸化，加5.0 mLpH=10缓冲溶液，加入3滴铬黑T指示剂。用EDTA标准溶液滴定，由酒 红色变为纯蓝色即为终点。记录数据，计算Ca0%(mgL)及相对平均偏差， 列入下表中。 样品体积/mL 50.00 50.00 50.00 EDTA体积ml 平均体积/mL 偏差mL 相对平均偏差% Ca0含量/(mgL) 五、问题与讨论 L.测定水的总硬度时，为什么常加入少量Mg-EDTA？它对测定有无影响？加入 Zn-EDTA可否？ 2.测定水的总硬度时，为何要控制溶液的pH=10?