EDTA标准溶液的配制和标定

1．实验目的

（1） 掌握络合滴定的原理，了解络合滴定的特点； （2） 学习EDTA标准溶液的配制和标定方法；

（3） 了解金属指示剂的特点，熟悉二甲酚橙、钙黄绿素指示剂的使用及终点颜色的变化。 2．实验原理

乙二胺四乙酸（简称EDTA），难溶于水，通常用EDTA二钠盐，并采用间接法配制标准溶液。标定EDTA溶液的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Cu 、MgSO4·7 H2O等。

用于测定Pb2+、 Bi3+含量的EDTA溶液可用ZnO或金属Zn作为基准物进行标定。以二甲酚橙作指示剂，在pH=5~6的溶液中，二甲酚橙指示剂（XO）本身显黄色，而与Zn2+的络合物呈紫红色。EDTA与Zn2+形成更稳定的络合物，当用EDTA溶液滴至近终点时。EDTA会把与二甲酚橙络合的Zn2+置换出来而使二甲酚橙游离，因此溶液由紫红色变为黄色。其变色原理可表达如下：

XO（黄色）+ Zn2+__ZnXO（紫红色）

ZnXO（紫红色）+EDTA__ZnEDTA（无色）+XO（黄色）

EDTA溶液若用于测定石灰石或白云石中CaO、MgO的含量及测定水的硬度，最好选用CaCO3做基准物标定。这样基准物和被测组分含有相同的组分，使得测定条件一致，可以减少误差。首先将CaCO3用盐酸溶解后，制成Ca2+标准溶液，调节酸度至pH>12.5时，以钙黄绿素-百里酚酞作混合指示剂，用EDTA标准溶液滴至由绿色荧光色消失。 3．仪器和药品

仪器：电子天平、酸式滴定管、移液管、锥形瓶、容量瓶、烧杯、试剂瓶。 药品：

（1）以ZnO为基准物时所用试剂：ZnO（A.R）、乙二胺四乙酸二钠（A.R）、六次甲基四胺：20%（m/v）、二甲酚橙指示剂（0.2%）、盐酸（1+1）。

（2）以CaCO3为基准物时所用试剂：碳酸钙：固体，一级试剂（G.R）；盐酸（1+1）；钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂(1g钙黄绿素和1g百里酚酞与50g固体硝酸钾（A..R）磨细，混匀后，贮于小广口瓶中)；氢氧化钾溶液：20%（m/v）;乙二胺四乙酸二钠（A..R）; 4．实验步骤

（1）0．015mol/LEDTA标准溶液的配制

称取5.6g乙二胺四乙酸二钠（A.R）置于400ml烧杯中，加入约200mL水及2小片氢氧化钠（A..R）加热溶解（必要时过滤），冷却后，用水稀释至1L，摇匀；

（2）以ZnO为基准物标定EDTA溶液

Zn2+标准溶液的配制 准确称取ZnO基准物0.35~0.5g于150mL烧杯中，用数滴水润湿后，盖上表面皿，从烧杯嘴中滴加10mL1+1盐酸，待完全溶解后冲洗表面皿和烧杯内壁，定量转移至250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。

EDTA标准溶液的标定 用移液管移取Zn2+标准溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加水20mL,加两滴二甲酚橙指示剂，然后滴加六次甲基四胺溶液直至溶液呈现稳定的紫红色，再多加3mL，用EDTA 溶液滴至溶液由紫红色刚变为亮黄色即达到终点。

（3）以CaCO3为基准物标定EDTA溶液

钙标准溶液的配制 准确称取105~110℃干燥过的约0.6g CaCO3于150mL烧杯中，加水50mL，盖上表面皿，从烧杯嘴滴加5mL1+1盐酸，待CaCO3完全溶解后，加热近沸，冷却后淋洗表面皿 ,再定量转入250mL容量瓶中,稀释定容,摇匀。

②EDTA标准溶液的标定 用移液管移取25.00mL钙标准溶液于400mL烧杯中,加水

150mL,在搅拌下加入10mL20%KOH溶液和适量的钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂,此时溶液应呈现绿色荧光，摇匀后用EDTA标准溶液滴至溶液的绿色荧光消失突变为紫红色即为终点。

5．思考题

(1) EDTA标准溶液和锌标准溶液的配制方法有何不同?

(2) 在配制EDTA溶液时，为什么要在溶液中加入两小片氢氧化钠? (3) 为什么不能将热溶液直接转移至溶量瓶中?

(4) 用ZnO标定EDTA溶液时，为什么要加20%六次甲基四胺溶液?

实验十四 水的硬度测定

1. 实验目的

(1)进一步掌握络合滴定法测定的原理和方法 (2)了解测定水的硬度的意义和硬度的表示方法 2. 实验原理

硬水是指含有钙镁盐类的水。硬度有暂时硬度和永久硬度之分。

暂时硬度是指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热既成碳酸盐沉淀而失去其硬度。反应如下：

Δ

Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O +CO2↑

△

Mg(HCO3)2 MgCO3+ H2O +CO2 ↑

永久硬度—水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐。在加热时也不沉淀，但在锅炉运行温度下，溶解度低的可析出成为锅垢。

暂时硬度和永久硬度的和称为水的总硬度。由镁离子形成的硬度称为“镁硬”，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。

水的硬度是饮用水、工业水指标之一，测定水硬的标准方法是络合滴定法。钙硬测定原理与用碳酸钙标定EDTA浓度相同。总硬则以铬黑T为指示剂，控制溶液的浓度为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，由总碱减去钙硬即为镁硬。

水的硬度有多种表示方法，随各国的习惯而有所不同。我国国家标准（GB12145-89）规定水的硬度以“mmol•L-1”表示，它是以1/2 CaO 或（1/2CaCO3）为基本单元，1L水中氧化钙（或碳酸钙）的物质的量。因此水的硬度应该按下式计算：

X=

C(1/2EDTA)*VEDTA*1000(mmolL1) (1)

V水

式中 X——水的总硬度；

C（1/2EDTA）——以1/2EDTA为基本单元的EDTA标准溶液的浓度；mol•L-1； VEDTA——滴定消耗的EDTA 溶液的体积，m L； V水——所取水样的体积，mL。 钙硬为 Y=

C(1/2EDTA)*VEDTA*M(1/2CaO)V水*1000（mgL1） （2）

式中 M（1/2CaO）——以1/2CaO为基本单元的摩尔质量，g•mol-1；

VEDTA’——滴定钙硬时消耗的EDTA 溶液体积，ml ； 其余符号与式（1）相同。

镁硬为

C(1/2EDTA)*(VEDTAVEDTA)*M(1/2MgO)*1000（mgL1） Z=

V水式中 M（1/2MgO）是以1/2MgO为基本单元的摩尔质量（mg•L-1），其余符号与式（1）

式（2相同。

3． 仪器与试剂

仪器：移液管，锥形瓶，酸式滴定管 药品：

（1） EDTA标准溶液：C（1/2EDTA）=0.02mol•L-1 。配制与标定参考前一个实验； （2） 氢氧化钾溶液：20%（m/v）； （3） 氨-氯化铵缓冲溶液：pH≈10；

（4） 钙黄绿素——百里酚酞混合指示剂：（见前EDTA的标定）；

（5） 铬黑T指示剂：1g指示剂溶于75ml三乙醇胺和25ml无水乙醇中。 4． 实验步骤

（1） 总硬的测定：量取澄清的水样100ml，（用什么量器？为什么？）放入250ml

或500ml锥形瓶中，加入5ml氨——氯化铵缓冲溶液，摇匀，再加入1-2滴铬黑T指示剂，再摇匀，此时溶液呈酒红色，以0.01mol•L-1标准溶液滴定至纯兰色，即为终点。

（2） 钙硬的测定：量取澄清水样100ml ，放入250ml 烧杯中，加4ml 20%氢氧

化钾溶液和适量钙黄绿素——百里酚酞指示剂，此时溶液应出现绿色荧光，立即用0.01mol•LEDTA溶液滴定到溶液的绿色荧光消失并突变为紫红色，即为终点。

（3） 镁硬的测定：由总硬减去钙硬即算做镁硬。 5． 注释

①此取样量适于硬度按碳酸钙计算为10~250mg•L-1的水样。若硬度大于250 mg•L-1

碳酸钙，则取样量相应减少；若水样不是澄清的，则必须过滤之。过滤所用的仪器和滤纸必须是干燥的。最初和最终的滤液宜弃取，非属必要，一般不用纯水稀释水样。 如果水中有铜、锌、锰等离子存在，则会影响测定结果。铜离子存在时会使滴定终点不明显；锌离子参与反应，使结果偏高；锰离子存在时，加入指示剂后马上变成灰色，影响滴定。遇此情况，可在水样中加入1ml2%硫化钠溶液，使铜离子成硫化铜沉淀，过滤之；锰的影响可借加盐酸羟胺溶液消除；若有Fe3+ 、Al3+离子存在，可用三乙醇胺掩蔽。

②硬度较大的水样，在加缓冲液后常析出碳酸钙、碱式碳酸镁微粒，使滴定终点不

稳定。遇此情况，可于水样中加适量稀盐酸溶液，摇匀后再调至近中性，然后加缓冲液，则终点稳定。 6． 思考题

（1） 如果对硬度测定中的数据要求保留两位有效数字，应如何量取100ml水样？ （2） 用EDTA 法测定水硬时，哪些离子的存在有干扰？如何消除？

实验报告十八

EDTA标准溶液的配制和标定

班级 学号 姓名

一、 实验目的

二、 实验原理

三、 数据处理

基准物 质量

滴定序号 1 2 3 终 终 终 EDTA溶液的体积（ml） 初 初 初 EDTA浓度mol•L-1 记录项目 相对平均偏差 EDTA平均浓度mol•L-1 四、 问题与讨论

4 终 初 5 终 初

实验报告十四 水的硬度测定

班级 学号 姓名

一、 实验目的

二、 实验原理

三、

数据处理

记录项目 滴定序号 1 2 3 终 终 终 初 初 初 C（EDTA）= 4 终 初 终 初 5 EDTA溶液的体积ml 水的总硬度mol•L-1 相对平均偏差 记录项目 EDTA溶液的体积ml 钙的硬度mg•L-1 相对平均偏差 四、问题与讨论

滴定序号 1 2 3 终 终 终 初 初 初 4 终 初 终 初 5