(一)自来水总硬度的测定
【目的要求】
1、学习EDTA标准溶液的配制和标定;
2、了解配位滴定法测定自来水总硬度的原理、条件和方法。
【实验原理】
1、Ca2+、Mg2+是决定自来水总硬度的主要离子。用EDTA标准溶液滴定自来水,测定其中Ca2+、Mg2+的总浓度,转换为CaO的浓度,即可得到以CaO为指标测定的自来水的总硬度。
2、本实验采用配位滴定法,滴定剂是EDTA标准溶液,指示剂为K-B指示剂。在pH=10的氨性缓冲溶液中,通过加入三乙醇胺(掩蔽Fe3+、Al3+等)、Na2S(掩蔽Cu2+、Zn2+、Pb2+等),确保只有Ca2+、Mg2+被滴定。滴定时,为提高终点的敏锐性,通常在EDTA溶液中加入适量Mg2+,因为Mg-KB的稳定性大于Ca-KB,滴定过程中,Ca2+把Mg-EDTA中的Mg2+置换出来;终点时,EDTA把Mg-KB中的Mg2+夺出,溶液由紫红色变成蓝绿色。
3、计算公式:
【实验步骤】
1、CaCO3标准溶液的配制。
①在电子天平上准确称取0.08~0.09g CaCO3,置于小烧杯中。
②先用适量水润湿,盖上表面皿,缓缓滴加HCl(1:1,6.0mol·L-1)20mL。
③溶解后,定容于200mL容量瓶,计算其准确浓度。
2、EDTA标准溶液的配制与标定。
①用台秤称取0.5g EDTA于小烧杯中,再用加重法在分析天平上向小烧杯中加入0.025g MgCl2·6H2O。
②向小烧杯中加入去离子水50mL,加热搅拌至固体溶解,冷却,稀释至300mL,转入试剂瓶中。
③用移液管移取25.00mLCaCO3标准溶液至250mL锥形瓶中,加入20mL氨性缓冲溶液和两滴K-B指示剂,用EDTA溶液滴定至由紫红色变为蓝紫色,即为终点,平行滴定三份取平均值。
3、水样总硬度的测定。
①用50mL移液管移取水样50.00mL至250mL锥形瓶中,加入3mL三乙醇胺、5mL氨性缓冲溶液、1mL Na2S溶液,两滴K-B指示剂,用EDTA溶液滴定至由紫红色变为蓝紫色,即为终点,平行滴定三份取平均值。
【数据记录与结果处理】
1、称取CaCO3的准确质量: 0.0870g 。
CaCO3标准溶液的浓度:;
2、EDTA标准溶液的标定
表1 EDTA标准溶液的标定
CaCO3标准溶液的浓度(mol·L-1) | |||
平行实验 | 第一份 | 第二份 | 第三份 |
移取CaCO3标准溶液的体积 /mL | 25.00 | 25.00 | 25.00 |
消耗EDTA溶液的体积 /mL | 23.02 | 22.90 | 23.04 |
相对偏差 | 0.043% | 0.56%(舍) | 0.043% |
消耗EDTA溶液的平均体积 /mL | 23.03 | ||
EDTA标准溶液的平均浓度 /(mol·L-1) |
3、水样总硬度的测定
表2 水样中Ca2+、Mg2+总浓度的测定
EDTA标准溶液的浓度/(mol·L-1) | |||
平行实验 | 第一份 | 第二份 | 第三份 |
移取水样的体积 /mL | 50.00 | 50.00 | 50.00 |
消耗EDTA标准溶液的体积 /mL | 29.40 | 29.40 | 29.35 |
消耗EDTA标准溶液的平均体积 /mL | 29.38 | ||
相对误差 | 0.068% | 0.068% | 0.10% |
水样中Ca2+、Mg2+总浓度(mol·L-1) |
水样中Ca2+、Mg2+总浓度折合成CaO的浓度:
水的总硬度为:158.7÷10=15.87o。
【实验反思】
1、实验时由于配位反应速度较慢,故滴定时应慢,使其完全反应;
2、细心冷静,不可慌张,更不可因忙乱导致药品加错等问题的出现。