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(共15张PPT)
总硬度的测定
——EDTA滴定法

一 预备知识
水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，称之为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，不能够通过加热的方式除去，故称为永久硬度。
硬度又分为钙硬和镁硬，钙硬是由Ca2+引起的，镁硬是由Mg2+引起的。水硬度是表示水质的一个重要指标。洗涤用水如果硬度过高，不仅浪费肥皂，而且衣物也不易洗净。锅炉用水硬度太高，特别是暂时硬度太高，十分有害。因为经过长期烧煮后，水里的钙和镁会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内的金属管道的导热能力大大降低，这不但浪费燃料，而且会使局部管道过热，当超过金属允许的温度时，锅炉管道将变形损毁，严重时会引起锅炉爆炸事故。

一 预备知识
测定水的硬度常采用配位滴定法，用EDTA溶液滴定水中Ca、Mg总量，然后换算为相应的硬度单位。用EDTA滴定钙镁离子总量时，一般是在pH=10的NH3—NH4Cl缓冲溶液中进行，以铬黑T(EBT)为指示剂。化学计量点前，Mg2＋与铬黑T形成酒红色络合物，滴入EDTA后，金属离子逐步被络合，当达到反应化学计量点时，已与指示剂络合的金属离子被EDTA夺出，游离出指示剂，使溶液由酒红色变为纯蓝色。滴定过程反应如下：?
滴定前： EBT + Mg２＋?= Mg-EBT
(蓝色) (酒红色)?
滴定时： EDTA + Ca2+?= Ca-EDTA
(无色)
EDTA + Mg2+?= Mg-EDTA
(无色)?
终点时:?EDTA + Mg-EBT = Mg-EDTA + EBT?
(酒红色) (蓝色)?

一 预备知识
若水样中存在Fe3+，Al3+等微量杂质时，可用三乙醇胺进行掩蔽，Cu２+、Pb２+、Zn２+等重金属离子可用Na2S或KCN掩蔽。
水硬度的测定分为水的总硬度以及钙-镁硬度，前者是测定Ca、Mg总量，后者是分别测定Ca、Mg分量。如测定钙硬度，可控制pH介于12～13之间，选用钙指示剂进行测定。镁硬度可由总硬度减去钙硬度求出。

二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
样品的采集和保存 　 采集水样可用硬质玻璃瓶(或聚乙烯容器)，采样前先将瓶洗净。采样时用水冲洗3次，再采集于瓶中。
采集自来水及有抽水设备的井水时，应先放水数分钟，使积留在水管中的杂质流出，然后将水样收集于瓶中。采集无抽水设备的井水或江、河、湖等地面水时，可将采样设备浸入水中，使采样瓶口位于水面下20~30cm ,然后拉开瓶塞，使水进人瓶中。
水样采集后(尽快送往实验室)，应于24 小时内完成测定。否则，每升水样中应加2 ml浓硝酸作保存剂(使pH降至1.5左右)。

二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
实训试剂 　 　 1 缓冲溶液(PH=10) 称取1.258 EDTA二钠镁和16.98氯化按溶于143m1浓氨水中，用水稀释至250m1。
2 EDTA二钠标准溶液：0.01mol/L左右 将一份EDTA二钠二水合物在80℃干燥2 h,放人干燥器中冷至室温，称取3.7258溶于水，在容量瓶中定容至1000ml，盛放在聚乙烯瓶中，定期校对其浓度。
3 钙标准溶液：0.01mol/L 将一份碳酸钙(CaCO3)在150℃干燥2 h,取出放在干燥器中冷至室温，称取1.001g于500 ml锥形瓶中，用水润湿。逐滴加人4 mol /L盐酸至碳酸钙全部溶解，避免滴人过量酸。加200m1水，煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷至室温，加人数滴甲基红指示剂溶液(0.1g溶于100m160%的乙醇中)，逐滴加人3mo1/L氨水至变为橙色，在容量瓶中定容至1000ml。此溶液1.00m1含0. 40 08 mg ( 0 . 01mol)钙。

二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
　 4 铬黑T指示剂 将0.5g铭黑T 溶于100ml三乙醇胺，盛放在棕色瓶中。
实训试剂 5 氢氧化钠:2mol/L 将8g氢氧化钠溶于100ml新鲜蒸馏水中。盛放在聚乙烯瓶中，避免空气中二氧化碳的污染。
水样的预处理 情况1 一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物，需在采样后尽快用0.45μm孔径滤器过滤。样品经过滤，可能有少量钙和镁被滤除。
情况2 试样中钙和镁总量超出0.0036 mol /L时，应稀释至低于此浓度，记录稀释因子F。
情况3 如试样经过酸化保存，可用计算量的氢氧化钠（5）中和。 计算结果时，应把样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑在内。

三 分析步骤
用移液管吸取25.0ml钙标准溶液（3）于250ml锥形瓶中，平行取3份

用移液管吸取50.0ml预处理的水样于250ml锥形瓶中，平行取3份

三 分析步骤
加入4ml缓冲溶液（1）和3滴铬黑T指示剂（4）（此时溶液应呈紫红或紫色，其pH值应为10.0±0.1）

三 分析步骤
自滴定管加人EDTA二钠溶液（2），开始摘定时速度宜稍快, 近终点时应稍慢，并充分振摇，最好每滴间隔2~3s，溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转为蓝色，最后一点紫的色调消失，刚出现天蓝色时即为终点，整个滴定过程应在5 min内完成。记录消耗EDTA二钠溶液体积的毫升数。

三 分析步骤
分别计算EDTA二钠溶液标定后的准确浓度和钙和镁总量。
EDTA二钠溶液标定后的准确浓度计算如下：
C1：EDTA二钠溶液标定后的准确浓度，mol/L;
C2：钙标准溶液的浓度，mol /L;
V1：标定中消耗的EDTA二钠溶液体积，ml；
V2：钙标准溶液的体积，ml。
钙和镁总量（总硬度）
C：钙和镁总量（总硬度），mol/L;
C1：EDTA二钠溶液标定后的准确浓度，mol/L;
V1：标定中消耗的EDTA二钠溶液体积，ml；
V0：试样体积，ml。
如试样经过稀释，采用稀释因子F修正计算。

四 质量控制和保证
1、常用EDTA浓度是0.01——0.05moL/L，Na2H2Y2 2H2O常含0.3%的吸附水，若要直接配制标准溶液，必须将试剂在80℃干燥过夜，或在120℃烘干至恒重，由于水与其它试剂中常含有金属离子，EDTA标准溶液常采用间接配制法。
2、蒸馏水的质量是否符合要求是配位滴定中十分重要的问题，若配制溶液的水中含有Al3+、Cu2+等，就会使指示剂受到封闭，致使终点难以判断，若水中含有Ca2+、Mg2+、Pb2+、Sn2+等，则会消耗EDTA，在不同的情况下会对结果产生不同的影响，因此，在配位滴定中，必须对所用的蒸馏水的质量进行检查。为保证质量，经常采用二次蒸馏水或去离子水来配制溶液。
四 质量控制和保证
3、EDTA应储存在聚乙烯塑料瓶或硬质玻璃瓶中，若储存于软质玻璃瓶中，会不断溶解玻璃中的Ca2+形成CaY2-使EDTA浓度不断降低。
4、标定EDTA的基准物质很多，如金属Zn、Cu、铋以及ZnO、CaCO3、MgSO4 7H2O等，金属Zn的纯度高（达99.99%），在空气中又稳定，Zn2+与ZnY2-均无色，既能在pH5—6以二甲酚橙为指示剂标定，又可在pH9—10氨性缓冲溶液中以铬黑T为指示剂标定，终点均很敏锐，因此一般多采用金属Zn为基准物质

四 质量控制和保证
5、为使测定的准确度高，标定条件应与测定条件尽可能接近。例如：由试剂或水中引入的杂质在不同条件下有不同的影响，若有杂质Ca2+、 Pb2+存在，在碱性中滴定时，两者均与EDTA配位；在弱酸性溶液中，只有Pb2+与EDTA配位；而在强酸溶液中滴定，则两者均不与EDTA配位，因此在相同的酸度下标定和测定，这种影响就可抵消。
6、配位滴定速度较慢（不象酸碱反应在瞬间完成），故滴定时加入EDTA溶液的速度不能太快，特别是近终点时，应逐滴加入，并充分振摇。

五 总硬度分析原始数据记录表
实验编号 1 2 3
钙标准溶液 滴定管初始读数
滴定管终点读数
EDTA消耗体积
EDTA的浓度
平均值 相对偏差 水样的测定 水样编号 1 2 3
水样体积（mL）
EDTA标液毫升数
水总硬度（mg/L）
水总硬度（°）
平均值 相对偏差 分析人 校对人 审核人____________

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