实验五：EDTA标准溶液的配置和滴定及水总硬度的测定

实验五：EDTA标准溶液的配置和滴定及水总硬度的测定

EDTA的配制、标定及水的硬度分析 指导老师 吴明君

化学生物学一班 刘淑岚 20123003 EDTA的配制、标定及水的硬度分析 指导老师 吴明君

化学生物学一班 刘淑岚 20123003

摘要 本实验先用CaCO3为基准物质，加入钙指示剂，标定EDTA标准溶液，得

到其浓度为0.01526±0.00004。然后以铬黑T为指示剂，并用已标定过的EDTA标

准溶液测定水的总硬度，得到水的总硬度为12.38±0.16。再以Ca指示剂为指示剂测

定水的钙硬为12.13±0.17，最后由总硬减去钙硬得镁硬为0.26。数据分析时运用Q

检验法对数据经行了分析处理。

关键词 EDTA标准溶液，标定，水的硬度，铵态氮测定 Determination of standard solution of NaOH in the titration and ammonium salts

total alkalinity of industrial soda Adviser Mingjun Wu

chemicobiology class 1 Shulan Liu 20123003

Abstract The experiment first using CaCO3 as a reference substance , add calcium indicator , calibration standard EDTA solution to give a

concentration of 0.01526±0.00004 . Then chrome black T as indicator , and the determination of total hardness of water has been calibrated with EDTA standard solution , the resulting total water hardness 12.38±0.16 . Ca indicator then measured as an indicator of water calcium hardness is 12.13±0.17 . Finally, subtract hard by the total calcium magnesium hard to get hard 0.26 . Data analysis using Q -test analysis of the data processed by the line . Keywords EDTA standard solution , calibration, water hardness, ammonium determination

综述 在环境监测分析中，总硬度为常规分析项目。测定地下水和地表水中的总硬度，一般常用EDTA滴定法。该法虽具仪器价廉、步骤简单、操作方便、准确可靠的优点，但就其某些具体操作而言，尚有待进一步完善。乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温 下其溶解度为0.2g/L（约0.0007mol/L），在分析中通常使用其二钠盐配置标准溶液。乙二胺

四乙酸二钠盐的溶解度为120g/L，，可配成0.3mol/L以上的溶液，其水溶液的pH≈4.8，通常采用间接法配制标准溶液。本实验以CaCO3为基准物，Ca指示剂为指示剂标定EDTA标准溶液的浓度。

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°的，一般可称软水）。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。 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成为“钙硬”。

水中钙、镁离子含量，可用EDTA配位滴定法测定。钙硬测定原理与以CaCO3为基准物标定EDTA标准溶液浓度相同。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。本实验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一份CaO，即1°=10-5mg/LCaO。 c（EDTA）?V（EDTA）?

硬度（°）=V（水）M（CaO）×105 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂

细口试剂瓶，称量瓶，烧杯，表面皿，250mL容量瓶，25mL移液管，锥形瓶

乙二胺四乙酸二钠（固体，AR），CaCO（固体，GR或AR），1+1NH32H2O，镁溶液（溶解1gMgSO427H2O）3

于水中，稀释至200mL），100g/LNaOH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

1.2 实验方法及步骤

1.2.1 EDTA标准溶液的配制 欲配制浓度为0.015mol/LEDTA溶液，在台秤上称取乙二胺四乙酸二钠2.85g，溶解于300-400mL温水中，稀释至500mL，如混浊，应过滤。转移至500mL细口瓶中，摇匀。

1.2.2标准钙溶液的配制 置碳酸钙基准物于称量瓶中，在110℃干燥2h，置干燥器中冷却后，准确称取0.5-0.6g于小烧杯中，盖以表面皿，加水润湿，再从杯嘴边缘逐滴加入数毫升

1+1HCl至完全溶解，用水把可能溅到表面皿上的溶液淋洗入杯中，加热近沸，待冷却后移如250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

1.2.3 EDTA标准溶液的标定 用移液管一区25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25mL水、2mL镁溶液、5mL100g/LNaOH溶液及约10mg钙指示剂，摇匀后，用EDTA溶液滴定至由红色变至蓝色即为终点。平行滴定5-6次，计算出EDTA的浓度。

1.2.4 总硬度的测定 量取澄清的水样100mL放入250mL或500mL锥形瓶中，加入5mL NH3-NH4Cl缓冲溶液，摇匀，再加入约0.01g铬黑T固体指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红，以0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色，即为终点。

1.2.5 钙硬的测定 量取澄清水样100mL，放入250mL锥形瓶内，加4mL100g/LNaOH溶液，摇匀，再加入约0.01g钙指示剂，再摇匀。此时溶液呈淡红色。用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至呈纯蓝色，即为终点。 1.2.6 镁硬的测定 有总硬度减去钙硬及时镁硬。 2 实验数据记录与处理

2.1 EDTA标准溶液的标定 2.1.1数据记录 表一 EDTA标准溶液的标定

Table1-1 Calibration standard solution of EDTA 2.1.2数据取舍

将五个数据按从小到大的顺序排列为: 0.01522 0.01523 0.01529 0.01529 0.01529 可疑值为0.01522

用Q检验法进行检验：Q=（0.01523—0.01522）/（0.01529—0.01522）=0.14 由Q值表可知当置信度为96%时，Q表=0.73，Q小于Q表 所以0.01522应保留。 2.1.3数据处理 极差：R=cmax - cmin=0.00007（ml） s= ∑(x i=1 n i -x ) 2 =3.4310 -5 n-1

s x sn

=0.22%≤0.3%

取置信度为95%，tα,f=2.78，则μ=X±t2.2水硬度的测定 2.2.1数据记录

=0.01526±0.00004 表二 水硬度的测定

Table1-2 Determination of water hardness 2.2.2数据取舍

Ⅰ将五个数据按从小到大的顺序排列为: 12.24 12.32 12.32 12.49 12.54 可疑值为12.54

用Q检验法进行检验：Q=（12.54—12.49）/（12.54—12.24）=0.17 由Q值表可知当置信度为96%时，Q表=0.73，Q小于Q表 所以12.54应予以保留

Ⅱ将五个数据按从小到大的顺序排列为: 11.98 12.15 12.24 12.24 12.32 可疑值为11.98

用Q检验法进行检验：Q=（12.15—11.98）/（12.32—11.98）=0.50 由Q值表可知当置信度为96%时，Q表=0.73，Q小于Q表 所以12.15应予以保留 2.2.3数据处理

Ⅰ极差：R=Xmax -Xmin=0.22 (xi-x)s= ∑i=1

n 2 s =0.13 x

=1.0%≥0.3% n-1

取置信度为95%,则总硬度μ=X±t

Ⅱ极差：R=Xmax -Xmin=0.34 sn=12.38±0.16 s= ∑(xi-x)

i=1n2s=0.14 x s

n=1.2%≥0.4% n-1=12.13±0.17 取置信度为95%，则钙硬μ=X±t 镁硬=总硬-钙硬=0.26 4 结果与讨论 4.1副反应系数 Kˊ

Ca2+=KCaY-lgαCa-lgαY=10.69-1.12=9.57 Kˊ

Mg2+=KMgY-lgαMg-lgαY=8.7-2.04=6.66

4.2进行反应的时间 由于络合反应进行的较慢，故滴入EDTA的速度不能过快，应该缓慢滴定并充分混匀，使反应完全。

4.3加入指示剂的量及颜色的观察

4.3.1指示剂用量 实验过程中指示剂加入是溶液呈现明显可见的酒红色即可，加多或加少都会影响重点变色的观察。

4.3.2设置终点颜色对照 在做过初始试验和之前几次的实验不要立刻清洗锥形瓶，用其作为之后实验的颜色，因为滴定终点的颜色为缓慢连续变色，有了颜色的对照更易观察到终点。

4.3.3变色敏锐的关键 为使滴定终点变色敏锐，实验中会加入适量Mg(OH)2，这是滴

定终点能否出现明显的亮蓝色的关键。 参考文献

[1] 四川大学化工学院，浙江大学化学系，分析化学实验，北京：高等教育出版社，2003.6

[2] 武汉大学，分析化学，北京：高等教育出版社，2006.7 [3] 王仁国，无机及分析化学实验，北京：中国农业出版社，2007.9 [4] 王仁国，无机及分析化学，北京中国农业出版社，2006.8 [5] 多兰2哈布德力 阿力亚，EDTA滴定法测定水中总硬度的几点体会 致谢

感谢学校为我提供实验的平台，感谢吴明君老师的悉心指导