EDTA标准溶液的标定和水的硬度测定(实验报告)

EDTA标准溶液的标定和水的硬度测定

EDTA是乙二胺四乙酸或其二钠盐的简称（缩写为H4Y或Na2H2Y·2H2O），由于前者的溶解度小，通常用其二钠盐配制标准溶液。尽管EDTA可制得纯品，但EDTA具有与金属离子配位反应普遍性的特点，即使是水和试剂中的微量金属离子或器壁上溶出的金属离子也会与EDTA反应，故通常仍用间接法配制标准溶液。一般先配成浓度约为0.01mol·L-1的溶液，再用基准物质来标定，常用的基准物质是Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO47H2O、Hg、Ni、Pb等。本实验控制pH在12~13的酸度下，以钙指示剂指示终点滴定，用CaCO3作为基准物质进行滴定。

首先，所加钙指示剂与少量Ca2+反应，形成具有“足够”稳定性的酒红色配合物，滴定过程中滴加的EDTA与游离的Ca2+配位形成更稳定的（与指示剂配合物比较）配合物，最后EDTA再夺取指示剂配合物中的Ca2+而指示剂游离出来，溶液呈现出指示剂自身（在一定pH范围）的纯蓝色而显示终点。其相关反应：

HIn2- （纯蓝色）+ Ca2+

CaIn-（酒红色）+H2Y2-+OH-CaIn-（酒红色） +H+

CaY2+（无色）+ HIn2-（纯蓝色）+H2O

水中的钙、镁离子总量，可用EDTA配位滴定法测定。钙硬测定原理与以CaCO3为基 准物质标定EDTA标准溶液浓度相同。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。由EDTA溶液的浓度和用量，可算出水的总硬，由总硬减去钙硬即镁硬。根据《中华人民共和国国家标准GB5750—50. 生活饮用水标准检验法》，生活饮用水的总硬不超过450 mg/L，即 。

水的硬表示方法：以度（°）计，1硬度单位表示十万份水含1份CaO，即1°=10-5 mg·L-1

CaO。硬度

cEDTAVEDTAVH2OMCaO1000105。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

乙二胺四乙酸二钠（固体，AR）；CaCO3（固体，GR或AR）；1+1NH3·H2O；镁溶液（溶解1 g MgSO47H2O于水中，稀释至200 mL）；100 g·L-1NaOH溶液；钙指示剂（固体指示剂）；NH3—NH4Cl缓冲溶液（pH≈10）；铬黑T指示剂

酸式滴定管；烧杯；称量瓶；锥形瓶；移液管；量筒

1.2 实验方法

1.2.1 1.2.1.1

EDTA标准溶液的配制与标定

0.015 mol·L-1EDTA标准溶液的配制：在台秤上称取乙二胺四乙酸二钠2.8 g，溶

解于300~400 mL温水中，稀释至500 mL，如浑浊，应过滤。转移至500 mL细口瓶中，摇匀。 1.2.1.2

0.01 mol·L-1标准钙溶液的配制：准确称取CaCO3基准物质0.25~0.3 g（称准至小

数点后第4位）于小烧杯中，盖以表面皿，加水润湿，再从烧杯嘴边逐滴加入数毫升1+1HCl至完全溶解，用水把可能见到表面皿上的溶液淋入烧杯中，加热近沸，待冷却后移入250 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。 1.2.1.3

标定：用移液管移取25 mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25 mL水、2 mL

镁溶液、5 mL 100 g·L-1NaOH溶液及约10 mg（绿豆大小）钙指示剂，摇匀，用EDTA溶液滴定至由酒红色变至纯蓝色，即为终点。 1.2.2 1.2.2.1

水的硬度测定

总硬的测定：用移液管量取澄清的水样100 mL放入250 mL锥形瓶中，加入5 mL

NH3—NH4Cl缓冲溶液，摇匀。再加入约0.01 g铬黑T固体指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.015 mol·L-1EDTA标准溶液滴定至纯蓝色，即为终点。 1.2.2.2

钙硬的测定：量取澄清水样100 mL，放入250 mL锥形瓶中，加4 mL100 g·L-1

NaOH溶液，摇匀，再加入约0.01 g钙指示剂，再摇匀。此时溶液呈淡红色。用0.015mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至呈纯蓝色，即为终点。 1.2.2.3

镁硬的测定：由总硬减去钙硬即得镁硬。

2 结果与讨论

2.1 在标定EDTA标准溶液的浓度的实验中，用分析天平称取了EDTA固体2.8316 g、

CaCO3固体0.3059 g。用1+1HCl将CaCO3完全溶解，配制得到钙标准溶液的浓度为0.01222mol·L-1。标定EDTA过程中消耗EDTA的量如表1。从实验结果可以看出，18.91严重偏离平均值，

表1 标定EDTA的实验数据

平行测定

Ⅰ

19.20

Ⅱ

19.13

Ⅲ

19.25

Ⅳ

19.10

Ⅴ

19.21

Ⅵ

19.20

Ⅶ

19.20

VEDTA/mL

cEDTA/(molL1) cEDTA/(molL1)

s

0.01591 0.01597 0.01587 0.01599 0.01590 0.01591 0.01591

0.01592 4.2×10-5 0.26%

sr

2.2 以铬黑T为指示剂、标定好的EDTA为滴定剂，测定自来水的总硬度。如表一。

表一：测定水的的总硬度

平行测定

Ⅰ

14.13 12.62

Ⅱ

14.15 12.63

Ⅲ

14.12 12.61

Ⅳ

14.10 12.59 12.61 0.016 0.13%

Ⅴ

14.14 12.62

Ⅵ

14.10 12.59

Ⅶ

14.11 12.60

VEDTA/mL

水的硬度（°） 水的平均硬度（°）

s

sr

' 由络合滴定的原理和EDTA与Ca2+、Mg2+的络合滴定的条件稳定常数（lgKCaY=10.24，'=8.25）可知，滴定前，应该用NH3—NH4Cl缓冲溶液把试液的pH控制在10左右。 lgKMgY2.3 以钙指示剂为指示剂、标定好的EDTA为滴定剂，测定自来水的钙硬及镁硬，结果如

表二。

表二：测定钙的硬度 平行测定

Ⅰ

10.60 9.46

Ⅱ

10.61 9.47

Ⅲ

10.59 9.45

Ⅳ

10.62 9.48 9.46 0.012 0.12% 3.15±0.01

Ⅴ

10.59 9.45

Ⅵ

10.60 9.46

Ⅶ

10.61 9.47

VEDTA/mL

钙硬（°） 平均钙硬（°）

s

sr

镁硬（°）

用EDTA法测定自来水的硬度时，可能有铜、锌等离子干扰结果。铜离子存在使滴定

终点不明显；锌离子参加反应，使结果偏高。遇此情况，可用20 g·L-1 Na2S溶液将铜离子沉淀。 3.4 实验结果

自来水的总硬度为12.61±0.01（°）；钙硬为9.46±0.01（°）；镁硬为3.15±0.01（°）。 此自来水为中硬水。