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EDTA 标准溶液的配置与标定； 自来水总硬度的测定

EDTA 标准溶液的配置与标定； 自来水总硬度的测定. 一 . 基础知识. 配位滴定法 ： 又称络合滴定法 以生成配位化合物为基础的滴定分析方法 滴定条件： 定量、完全、迅速、且有指示终点的方法 配位剂种类： 无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定 有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定 常用有机氨羧配位剂 —— 乙二胺四乙酸. 乙二胺四乙酸： EDTA. EDTA 的物理性质 水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂； 易溶于 NaOH 或 NH 3 溶液 —— Na 2 H 2 Y • 2H 2 O.

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EDTA 标准溶液的配置与标定； 自来水总硬度的测定

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  1. EDTA标准溶液的配置与标定； 自来水总硬度的测定

  2. 一.基础知识 配位滴定法： 又称络合滴定法 以生成配位化合物为基础的滴定分析方法 滴定条件： 定量、完全、迅速、且有指示终点的方法 配位剂种类： 无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定 有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定 常用有机氨羧配位剂 ——乙二胺四乙酸

  3. 乙二胺四乙酸：EDTA • EDTA的物理性质 水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂； 易溶于NaOH或NH3溶液—— Na2H2Y•2H2O

  4. EDTA的离解平衡： 各型体浓度取决于溶液pH值 pH ＜ 1 强酸性溶液 →H6Y2+ pH 2.67～6.16 →主要H2Y2- pH ＞ 10.26碱性溶液 → Y4- H6Y2+ H+ + H5Y+ H5Y+ H+ + H4Y H4Y H+ + H3Y- H3Y- H+ + H2Y2- H2Y2- H+ + HY3- HY3- H+ + Y4- • 水溶液中七种存在型体 最佳配位型体

  5. EDTA配合物特点： 1. 广泛配位性→五元环螯合物→稳定、完全、迅速 2. 具6个配位原子，与金属离子多形成1：1配合物 3. 与无色金属离子形成的配合物无色，利于指示终点 与有色金属离子形成的配合物颜色更深

  6. 二.实验目的 1.了解EDTA标液的配制和标定原理； 2.掌握常用的标定EDTA的方法。 3.了解水的硬度的概念，测定水硬度的意义，以及水的硬度的表示方法

  7. 三、实验原理 • EDTA是一种很好的氨羧络合剂，它能和许多种金属离子生成很稳定的络合物，所以广泛用来滴定金属离子。实验用的是它的二钠盐：乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y·H2O），也简称为EDTA。 • 标定EDTA标准溶液的基准物质： • 金属Zn、Cu、Pb、Bi等 • 金属氧化物ZnO、Bi2O3 • 盐类CaCO3、MgSO4·7H2O等 • 因为标定与滴定条件一致，可减少系统误差。本实验配制的EDTA标准溶液，用来测定水硬度，所以选用CaCO3作为基准物。 • 标定EDTA溶液用“钙指示剂”（鉻黑T）作为指示剂。

  8. 变色原理：钙指示剂在溶液pH值为12~14的条件下显蓝色，能和Ca2+生成稳定的红色络合物。当用EDTA标准溶液滴定时，Ca2+与EDTA生成无色的络合物，当接近化学计量点时，已与指示剂络合的金属离子被EDTA夺出，释放出指示剂，溶液即显示出游离指示剂的颜色，当溶液从红色变为蓝色，即为滴定终点。反应式如下： • CaIn + Y ===== CaY + In • （红色） （无色） （无色） （蓝色）

  9. 测定水的总硬度原理 测定水的总硬度就是测定水中钙、镁的总量，采用EDTA络合滴定法。 用pH=10氨性缓冲液，以EDTA作为络 合滴定剂剂，与水中的钙、镁反应，生成 EDTA-钙和EDTA-镁络合物，根据滴定消 耗的EDTA体积和EDTA浓度可求得水中 钙和镁的含量。

  10. 四．实验仪器及药品 • 电子天平，称量瓶，容量瓶玻璃棒移液管吸耳球烧杯锥形瓶，酸式滴定管洗瓶，碳酸钙粉末，NH4+-NH4Cl缓冲溶液，铬黑T，Mg2+-EDTA溶液，HCl溶液，蒸馏水

  11. 五.实验步骤 （1）、Ca2+标准溶液 差减法称取计算量的CaCO3于150ml小烧杯中→溶解（少量水润湿，盖上表面皿，用滴管从烧杯嘴处滴加HCl至CaCO3完全溶解→冷却→定量转移至250ml容量瓶中→定容→计算Ca2+的浓度。 （2）、EDTA溶液的配制 天平称取计算量的EDTA二钠盐于200ml烧杯中→温热溶解→冷却。 （3）、EDTA的标定 用CaCO3为基准物质，铬黑T为指示剂标定EDTA 移液管准确平行移取25.00ml Ca2+标准溶液三份于锥形瓶中→加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄→加10mlNH3－NH4Cl缓冲溶液调节pH值→加入铬黑T指示剂→用EDTA滴定至蓝色→计算EDTA浓度。

  12. (4) 、水样总硬度测定 1.水样的准备 用移液管准确吸取待测水样25.00mL，注入250mL锥形瓶中，稀释至约50mL，加入pH=10缓冲溶液（氨-氯化铵）1-2mL，加铬黑T指示剂少许，摇匀，此时溶液呈酒红色。 2.滴定 用0.01mol·L-1 EDTA标准溶液对试样进行滴定，并用力摇动溶液，滴定速度约3-4滴/秒，直至溶液由酒红色变为纯蓝色，15秒不褪色，既为终点。

  13. 六.注意事项 • 1．在配制EDTA溶液时要保证固体要全部溶解。 • 2．碳酸钙基准试剂加HCl溶解时要缓慢，以防 二氧化碳冒出时带走一部分溶液。 • 3．络合反应进行时要缓慢，保证其充分反应。 • 4．酸式滴定管，移液管均应用标准液润洗

  14. 置换出的Mg2+与铬黑T显出很深的红色：Mg2+＋EBT＝Mg－EBT（红色）置换出的Mg2+与铬黑T显出很深的红色：Mg2+＋EBT＝Mg－EBT（红色） • 但EDTA与Ca2+的络合能力比Mg2+强，滴定时，EDTA先与Ca2+络合，当达到终点时，EDTA夺取Mg－EBT中的Mg2+，形成MgY， • Y＋Mg－EBT＝MgY+EBT (蓝色) • 游离出的指示剂显蓝色，变色很明显，在这里，滴定前的MgY与最后生成的MgY物质的量相等，故不影响滴定结果。

  15. 3.滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生？3.滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生？ • 答案要点：在络合滴定过程中，随着络合物的生成，不断有H＋释出： M＋H2Y＝MY＋2H＋ 因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定中，通常需要加入溶液来控制溶液的pH值。

  16. 七.思考题 1.在中和标准物质中的HCl时，能否用酚酞取代甲基红，为什么？ • 答案要点：不能用酚酞取代甲基红，氨水中和盐酸，产物NH4Cl是强酸弱碱盐，呈弱酸性，而酚酞是碱性指示剂，故不能用酚酞作指示剂，而甲基红的变色范围是4.4-6.2，可以用来做指示剂。 2.阐述Mg2+-EDTA能够提高终点敏锐度的原理。 • 答案要点：铬黑T与Mg2+能形成稳定的络合物，显色很灵敏，但与Ca2+形成的络合物不稳定，显色灵敏度低，为此在pH=10的溶液中用EDRA滴定Ca2+时，常于溶液中先加入少量MgY，使之发生置换反应，置换出Mg2+： MgY+Ca2+ == CaY+Mg2+

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