实验七、水总硬度的测定(配位滴定法)
一、实验目的：
1．了解水的硬度的测定意义和常用表达方法；
2．掌握EDTA 法测定水的总硬度的原理和方法；
3．掌握铬黑T 的使用及终点颜色变化，了解金属指示剂的特点。
二、实验原理
（一）、水硬度的表示法：
一般所说的水硬度就是指水中钙、镁离子的含量。
最常用的表示水硬度的单位有：
1. 以度表示，1o ＝10 ppm CaO ，(mg/L)相当10万份水中含1份CaO 。
2. 以水中CaCO 3的浓度(ppm)计相当于每升水中含有CaCO 3多少毫克。
M CaO —氧化钙的摩尔质量(56.08 g/mol)，
M CaCO3—碳酸钙的摩尔质量(100.09 g/mol)。
()1()1000()10EDTA CaO CV M mL =⨯⨯水总硬度水样
1000mL))()mg 31⨯=
⋅-水样（水硬度（CaCO EDTA M CV L （二）、测定原理：
测定水的总硬度，一般采用配位滴定法即在pH ＝10的氨性溶液中，以铬黑Ｔ作为指示剂,用EDTA 标准溶液直接滴定水中的Ca 2+、Mg 2+，直至溶液由紫红色经紫蓝色转变为蓝色，即为终点。
反应如下：
滴定前：EBT ＋ M （Ca 2+、Mg 2+） ＝ M －EBT
（蓝色） pH=10 （酒红色） 滴定开始至化学计量点前：H 2Y 2- + Ca 2+ ＝ CaY 2- + 2H + H 2Y 2- + Mg 2+ ＝ MgY 2- + 2H + 计量点时：H 2Y 2- + Mg-EBT ＝ MgY 2- + EBT +2H + （酒红色） （蓝色）
滴定时,Fe 3+、Al 3+等干扰离子用三乙醇胺掩蔽,Cu 2+、Pb 2+、Zn 2+等重金属离子可用KCN 、Na 2S 或巯基乙酸掩蔽。
四、实验内容
100.00mL
用移液管移取水样
与锥形瓶中→→34
5
523
mLNH NH Cl
mL DEBT
-
-
三乙醇胺，
→→
溶液滴定
EDTA
L
mol1
.
02
.0-→→溶液由酒红变为蓝色→记下EDTA体积v (平行三次)。
注意：接近终点时，要慢滴多摇，以免过终点。
五、实验报告
络合滴定的特点：
1、酸度的控制
严格控制溶液的酸度，是成功地进行络合滴定的关键。
常用缓冲溶液控制pH值，既有一定的缓冲容量，其浓度又不会超过滴定反应所需的最佳范围。
2、络合滴定干扰大，应掩蔽干扰离子
为了提高络合滴定的选择性，常使用掩蔽剂，其应符合下列条件：a.能与待掩蔽的离子形成址分稳定的络合物。
b.该络合物应无色、易溶。
c.掩蔽剂的加入对溶液pH不应有明显影响，且其掩蔽能力也不受pH的影响。
3、络合滴定反应速度较慢，滴定速度不宜太快。
思考题：
1．什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬度？
答：水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。
计算水的总硬度的公式为： 1000)(⨯⨯水
V M cV CaO EDTA （mg·L -1） 100)(⨯⨯水
V M cV CaO EDTA ( o ) 2.为什么滴定Ca 2+、Mg 2+总量时要控制pH≈10，而滴定Ca 2+分量时要控制pH 为12～13？若pH>13时测Ca 2+对结果有何影响？
答：因为滴定Ca 2+、Mg 2+总量时要用铬黑T 作指示剂，铬黑T 在pH 为8～11之间为蓝色，与金属离子形成的配合物为紫红色，终点时溶液为蓝色。
所以溶液的pH 值要控制为10。
测定Ca 2+时，要将溶液的pH 控制至12～13，主要是让Mg 2+完全生成Mg(OH)2沉淀。
以保证准确测定Ca 2+的含量。
在pH 为12～13时钙指示剂与Ca 2+形成酒红色配合物，指示剂本身呈纯蓝色，当滴至终点时溶液为纯蓝色。
但pH>13时，指示剂本身为酒红色，而无法确定终点。
3.如果只有铬黑T 指示剂，能否测定Ca 2+的含量？如何测定？
答：如果只有铬黑T 指示剂，首先用NaOH 调pH>12，使Mg 2+生成沉淀与Ca 2+分离，分离Mg 2+后的溶液用HCl 调pH=10，在加入氨性缓冲溶液。
以铬黑T 为指示剂，用Mg —EDTA 标准溶液滴定Ca 2+的含量。
4、加入铬黑T 指示剂后，铬黑T In 3-先与Ca 2+ 配位，还是与 Mg 2+ 配位？EDTA 标准溶液滴定时，EDTA 先与Ca 2+ 配位，还是与 Mg 2+ 配位?
在一份水样中加入 pH=10.0 的氨性缓冲溶液和少许铬黑 T 指示剂，In 3-先与Mg 2+ 配位，溶液呈红色；用 EDTA 标准溶液滴定时， EDTA 先与游离的 Ca 2+ 配位，再与 Mg 2+ 配位；在计量点时， EDTA 从 MgIn - 中夺取 Mg 2+ ，从而使指示剂游离出来，溶液的颜色由红变为纯蓝，即为终点。
注：当水样中 Mg 2+ 极少时，由于 CaIn - 比 MgIn - 的显色灵敏度要差很多，往往得不到敏锐的终点。
为了提高终点变色的敏锐性，可在 EDTA 标准溶液中加入适量的 Mg 2+ （在 EDTA 标定前加入，这样就不影响 EDTA 与被测离子之间的滴定定量关系），或在缓冲溶液中加入一定量的 Mg —EDTA 盐。
（见实验六思考题）。