實(shí)驗(yàn)十二水硬度的測(cè)定(資料)

【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】實(shí)驗(yàn)十二 水硬度的測(cè)定 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解硬度的常用表示方法； 2、學(xué)會(huì)用配位滴定法測(cè)定水中鈣鎂含量，鈣含量的原理和方法 3、掌握鉻黑T，鈣指示劑的使用條件和終點(diǎn)變化。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1、 總硬度、鈣硬度、鎂硬度的概念及表示方法； 水的硬度主要是指水中含可溶性的鈣鹽和鎂鹽?？傆捕韧ǔＲ悦?L水中含的碳酸鈣的 mg數(shù)，即 mg/L.鈣硬度即每1L水中含的鈣離子的mg數(shù)，mg/L.鎂硬度即每1L水中含的鎂離子的mg數(shù)，mg/L總硬度的測(cè)定條件與原理 測(cè)定條件：以NH3

-NH

l緩沖溶液控制溶液pH＝1，以鉻黑T4為指示劑，用 EDTA滴定水樣。 原理：滴定前水樣中的鈣離子和鎂離子與加入的鉻黑T指示劑絡(luò) 合，溶液呈現(xiàn)酒紅色，隨著EDTA的滴入，配合物中的金屬離 子逐漸被EDTA奪出，釋放出指示劑，使溶液顏色逐漸變藍(lán)， 至純藍(lán)色為終點(diǎn)，由滴定所用的 EDTA的體積即可換算出水樣 的總硬度。 鈣硬度的測(cè)定條件與原理； 測(cè)定條件：用NaOH溶液調(diào)節(jié)待測(cè)水樣的 pH為13，并加入鈣指 示劑，然后用EDTA滴定。 原理：調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)堿性以掩蔽鎂離子，使鎂離子生成氫氧化物 沉淀，然后加入指示劑用EDTA滴定其中的鈣離子，至酒紅色 變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)，由滴定所用的 EDTA的體積即可算出水 樣中鈣離子的含量，從而求出鈣硬度。 4、相關(guān)的計(jì)算公式 總硬度＝(CV) M /0.1 鈣硬度＝(CV

M/0.1鎂硬 1EDTA CaCO3

2EDTA Ca度＝C(V-V)M /0.11 2 Mg三 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)步驟 思考題 總硬度的測(cè)定 用100mL吸管移取三份 水樣，分別加5mL

1、 水硬度的測(cè)定包括哪些內(nèi)容？ 如何測(cè)定？ NH-NH3 4

Cl緩沖溶液，

2、 我國(guó)如何表示水的總硬度，怎 樣換算成德國(guó)硬度？ 3滴鉻黑T指示劑，用 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶 液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即 為終點(diǎn)。

3Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液有二種方法，水硬度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中所用EDTA應(yīng)用哪種方法標(biāo)定？4、 怎樣移取100mL水樣？ 5、為什么測(cè)定鈣、鎂總量時(shí)，要控制pH=10？的測(cè)定條件。6、 測(cè)定總硬度時(shí)，溶液中發(fā)生了哪些反應(yīng)，它們?nèi)绾胃?jìng)爭(zhēng)鈣硬度測(cè)定 用 100mL吸管移取三份 水樣，分別加 2mL6mol·L1H溶液，5～6滴鈣指示劑，用 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液由酒 紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終 點(diǎn)。 四 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理 總硬度的測(cè)定

7、如果待測(cè)液中只含有 +，能否 用鉻黑 T為指示劑進(jìn)行測(cè)定?8、測(cè)定鈣硬度時(shí)，為什么加 2mL6mol·L-1NaOH溶液使溶液的 pH=12～13？敘述它的測(cè)定條件。 9、為什么鈣指示劑能在 2～的條件下指示終點(diǎn)？ 10、怎樣減少測(cè)定鈣硬度時(shí)的返紅現(xiàn) 象？ 11、怎樣做空白實(shí)驗(yàn)，為什么要做空 白實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中為什么不做？ 12、怎樣表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ 13、如水樣中含有Al3、+、，T可以，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何做？序序號(hào) 123V水/mLVVV/mL平均體積 V/mL1總硬度總硬度/mg/L平均值/mg/L前)ST平均值/mg/L后)鈣硬度的測(cè)定序號(hào)序號(hào)123自來(lái)水體積V /mLV/mLVV水2鈣硬度/mg/L平均鈣硬度/mg/L前)ST平均鈣硬度/mg/L后)平均體積V/mL鎂硬度＝C(V1-V2)MMg/0.1五、思考題 1、水硬度的測(cè)定包括哪些內(nèi)容？如何測(cè)定？ 〈1〉水硬度的測(cè)定包括總硬度與鈣硬度的測(cè)定，鎂硬度則根據(jù) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到； 〈2〉可在一份溶液中進(jìn)行，也可平行取兩份溶液進(jìn)行； ①．在一份溶液中進(jìn)行；先在pH=12時(shí)滴定Ca2+ ，再將溶液 調(diào)至pH=10（先調(diào)至pH=3，再調(diào)至pH=10，以防止Mg(OH)或MgCO3

2等形式存在而溶解不完全），滴定 Mg2+。②．平行取兩份溶液進(jìn)行：一份試液在 0時(shí)測(cè)定a，總量，另一份在2時(shí)測(cè)定 a，由兩者所用EDTA體積之差 求出Mg的含量。本實(shí)驗(yàn)采用第二種方法。 2、我國(guó)如何表示水的總硬度，怎樣換算成德國(guó)硬度？ 我國(guó)通常以110-3g·L-1CaCO3

表示水的總硬度，德國(guó)以 1010-3g·L-1CaO表示水的硬度，因此，如以我國(guó)110-3g·L-1CaCO3

表示的總硬度換算成德國(guó)度時(shí)，需乘以系數(shù) 0.056。德國(guó) 度DH(10×103·L1)=總硬度(g·LO××)=總硬度(g·L1O)×0.0563、怎樣移取100mL水樣？ ⑴由于移取的水樣體積大，因此移取時(shí)盛水樣的燒杯為 400mL；⑵吸取水樣用水泵、真空泵，而不是洗耳球；⑶將真空泵上的橡皮管微接（不是全部套住）100mL的管水以中的度進(jìn)，進(jìn)水會(huì)大量（水濁樣），移取的體積不準(zhǔn)。⑷注意右手食指的操作，因100mL吸管的上口管徑大，溶液下流快，故調(diào)節(jié)液面至刻度線時(shí)，應(yīng)微松食指使液面緩緩下降，以控制液面的最低點(diǎn)恰與刻度線相切，同時(shí)緊按食指，使液面不再下降，使移取水樣的體積準(zhǔn)確。⑸每個(gè)實(shí)驗(yàn)室公用三支100mL無(wú)分度吸管，以及相配套的400mL燒杯及表面皿。5、為什么測(cè)定鈣、鎂總量時(shí)，要控制pH=10？敘述它的測(cè)定條件。⑴因穩(wěn)定常數(shù) CaY>Y，滴定 a的最低,滴定g的最低0，指示劑鉻黑T使用的最適宜pH范圍為9～10.5,因此測(cè)定時(shí)pH=10。⑵測(cè)定總量的條件為，在pH=10的氨性緩沖溶液中，以鉻黑T為指示劑。 6、測(cè)定總硬度時(shí)，溶液中發(fā)生了哪些反應(yīng)，它們?nèi)绾胃?jìng)爭(zhēng)pH=10的緩沖溶液中，加入鉻黑T指示劑后，指示劑先與Mg2+配為什么？為n，滴A，A與的Ca2+、Mg2+配位，最后奪取MgIn-中的Mg2+：MgIn-+H2Y2- ＝MgY2-+HIn2-+H+溶液的顏色由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。7、 如測(cè)液中有a，能否用鉻黑T為指示劑進(jìn)行 定?若 按本 實(shí)驗(yàn)條件用直接 滴定法 測(cè)定總硬度，則 不能。經(jīng)計(jì)算可知 在pH=10的氨性溶液中，以鉻黑T為指示劑，用 0.02mol· LA滴定0.02mol· La溶液，終 點(diǎn)誤差 為若 滴定的是 0.02mol· L1溶液，終 點(diǎn)誤差 為0.11。此結(jié) 果表明，采用鉻黑T為指示劑時(shí)，盡管CaY比MgY穩(wěn)定，但測(cè)定 鈣的終點(diǎn)誤差較大，這是由于鉻黑 T與Ca2+顯色不靈敏所致。 若按照置換滴定法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則可以。只要在溶液中加入少量 Mg，在pH=10的條件下，用鉻黑T為指示劑就能進(jìn)行測(cè)定 測(cè)定鈣硬度時(shí)，為什么加2mL6ml·L-1NaOH溶液使溶液的 2～13？敘述它的測(cè)定條件。 在2～13的條件，形成2測(cè)定。

沉淀，不干擾鈣的 鈣硬度的測(cè)定條件：pH=12～13，以鈣指示劑為指示劑。 為什么鈣指示劑能在2～13的條件下指示終點(diǎn)？ 在溶液中，鈣指示劑存在下列平衡 ：pK=7.4 pKa2

=13.5HIn- HIn2- In3-2酒紅 藍(lán)色 酒紅色 色由于MIn為酒紅色，要使終點(diǎn)的變色敏銳，從平衡式看 <pH<13.5就能滿足為了排除的干擾因此在pH=1～13的條件下，滴定鈣，終點(diǎn)呈藍(lán)色。 10、怎樣減少測(cè)定鈣硬度時(shí)的返紅現(xiàn)象？ 測(cè)定鈣硬度時(shí)，采用沉淀掩蔽法排除Mg2+對(duì)測(cè)定的干擾，由于 沉淀會(huì)吸附被測(cè)離子Ca2+和鈣指示劑，從而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度和 終點(diǎn)的觀察（變色不敏銳），因此測(cè)定時(shí)注意：⑴在水樣中加入 NaOH溶液后放置或稍加熱（298），待看到 Mg(OH)2

Mg(OH)2

沉淀形成， 而且顆粒稍大，以減少吸附； ⑵近終點(diǎn)時(shí)慢滴多攪，即滴一滴多攪動(dòng)，待顏色穩(wěn)定后再滴加。 11、、怎樣表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ ⑴總硬度：計(jì)算三份水樣的總硬度（g·L-1

），求平均值 3（包括 T等處理），將總硬度轉(zhuǎn)化為德國(guó)度，說(shuō)明水樣是否 符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)； ⑵鈣硬度：取三次測(cè)定鈣硬度時(shí)所得的 EDTA標(biāo)準(zhǔn)液體積 V的2平均值；計(jì)算鈣硬度（·L1 a）； ⑶鎂硬度：取三次測(cè)定總硬度時(shí)所得的 EDTA標(biāo)準(zhǔn)液體積 V1的平均值；由體積 V1

的平均值和體積 V2

的平均值計(jì)算鎂硬度 （·L1）。13、如水樣中含有Al3、、Cu2+，能否用鉻黑T為指示劑進(jìn)行測(cè)定，如可以，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何做？由于Al3+Fe3+Cu2+封閉作T此掩蔽它們掩蔽Al3+Fe3+乙醇胺，Cu2+用乙二胺或硫化鈉掩蔽。例：取適量體積的水樣，加入 3mL三乙醇胺（200g·L-1水溶 液），L溶液，L·L

S溶液，2～3滴鉻黑 2T指示劑，用 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即 為終點(diǎn)。 怎樣選擇標(biāo)定 EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的工作基準(zhǔn)試 劑？ 選擇工作基準(zhǔn)試劑的原則是與測(cè)定對(duì)象盡量一致，因 此在水硬 度的測(cè)定中，標(biāo)定 EDTA溶液的工作基準(zhǔn)試劑也可選用 CaCO3。<1>CaCO3

基準(zhǔn)試劑的干燥 將CaCO3至室溫。

放烘箱中于393K下干燥2h，稍冷后置于干燥器中冷 <2>CaCO3

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 準(zhǔn)確稱取0.17～0.20gCaCO，先用少量水濕潤(rùn)，蓋上表面皿， 3緩慢加 1:1HCl10mL，加熱溶解。溶解后將溶液轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。 <3>0.01mol·L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定 用吸管吸取25.00mLCa2+試液，加入10mLpH=10的氨緩沖 溶液，2～3滴K-B指示劑(0.2g酸性鉻藍(lán)K和0.4g萘酚B，配制 為1000mL水溶液，用A溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)樗{(lán) 綠色，即為終點(diǎn)。 用含Mg-EDTA的緩沖溶液（見下面的討論2），以鉻黑T為指示劑標(biāo)定。 若水樣中Mg2+的含量較低時(shí)，應(yīng)如何測(cè)定水硬度？ ⑴當(dāng)水樣中Mg2+的含量較低（一般要求相對(duì)于Ca2+來(lái)說(shuō)須有 5%Mg2+存在），因用鉻黑T指示劑往往得不到敏銳的終點(diǎn)，可 在A標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入適量2+（標(biāo)定前加入+，對(duì)終點(diǎn) 沒(méi)有影響）或者在緩沖溶液中加入一定量的Mg-EDTA，用置滴定的來(lái)終點(diǎn)變色的敏性，后配如下 ：氨性緩沖溶液 pH=10；稱取

Cl，加100mL濃氨水，加Mg2+EDTA鹽全部溶液， 4用水稀釋至1L；Mg-EDTA溶液的配制，稱取0.25gMgCl

2

O于100mL2燒杯中，加入少量水溶解后轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，用水稀釋至 刻度，用干燥的吸管移取50.00mL溶液，加5mLpH=10的氨緩沖 【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】溶液，4～5滴鉻黑T指示劑，用0.1mol·L-1EDTA溶液滴定至溶液由紫紅變?yōu)樗{(lán)色，即為終點(diǎn)。取此同量的EDTA溶液加入容量瓶剩余的鎂溶液中，即成Mg2+-EDTA鹽，將此溶液全部?jī)A入上述緩沖溶液中。⑵采用K-B混合指示劑，終點(diǎn)顏色由紫紅色變?yōu)樗{(lán)綠色。 吸取水樣的體積不準(zhǔn)。 原因 <1>操作不準(zhǔn)確或不熟練； <2>思考題4答案中3、4未做好。 解決辦法 多練習(xí)吸管的操作。 終點(diǎn)過(guò)。 原因 <1>急躁； <2>不了解配位反應(yīng)的特點(diǎn) ：反應(yīng)速度比酸堿反應(yīng)慢。解決辦法 原因 近終點(diǎn)，滴一滴多搖動(dòng)。 加錯(cuò)指示劑原因 解決辦法 先看標(biāo)簽再取指示劑，若不仔細(xì)看標(biāo)簽，就會(huì)將顏色相 近的兩種指示劑（鉻黑 T、鈣指示劑）取錯(cuò)。 在配位滴定中，采用不同的滴定方式，不僅可以擴(kuò)大配位滴定的 應(yīng)用范圍，而且可以提高配位滴定的選擇性。 <1>直接滴定法 直接滴定法是配位滴定中的基本方法。這種方法是將試樣處理 成溶液后，調(diào)節(jié)至所需要的酸度，加入必要的其他試劑和指示劑， 直接用EDTA滴定。采用直接滴定法時(shí)，必須符合下列條件。 MY被測(cè)離子的濃度及其EDTA配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)K'MY應(yīng)滿足lg(cM

K' )≥6的要求，至少應(yīng)在5以上。 MY配位速度應(yīng)該很快。 應(yīng)有變色敏銳的指示劑，且沒(méi)有封閉現(xiàn)象。 在選用的滴定條件下，被測(cè)離子不發(fā)生水解和沉淀反應(yīng)。 金屬離子的水解沉淀反應(yīng)是容易防止的。例如，在pH=l0時(shí)滴 定b，可先在酸性試液中加入酒石酸鹽，將b配位，再調(diào)節(jié) 溶液的 pH為l0左右，然后進(jìn)行滴定。這樣就防止了Pb2+的水解。 在這里，酒石酸鹽是輔助配位劑。 <2>返滴定法 返滴定法是在試液中先加入已知量過(guò)量的 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液， 用種金屬鹽的溶液滴定的 A，種溶液的濃度和用量，即可求得被測(cè)物質(zhì)的含量。返滴定劑所生成的配合物應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，但不宜超過(guò)被測(cè)離子配合物的穩(wěn)定性太多，否則在滴定過(guò)程中，返滴定劑會(huì)置換出被測(cè)離子，引起誤差，而且終點(diǎn)不敏銳。返滴定法主 要用于 下列情況 :采用直接滴定法時(shí)，缺乏符合要求的指示劑，或者被測(cè)離 子對(duì)指示劑有封閉作用。 被測(cè)離子與 EDTA的配位速度很慢 。被測(cè)離子發(fā)生水解等副反應(yīng)，影響測(cè)定。 例如Al3+的滴定，由于存在下列問(wèn)題，故不宜采用直接滴 定法。 Al3+對(duì)二甲酚橙等指示劑有封閉作用。 Al3+與EDTA配位緩慢，需要加過(guò)量EDTA并加熱煮沸,配位反應(yīng)才比較完全。 在酸度不高時(shí)，Al3+水解生成一系列多核氫氧基配合物，如[Al(H))]，2 2 6 3[Al

(H))]等，即便將酸度提高至 A滴定Al3 2 6 6的最高酸度(pH=4.1)，仍不能避免多核配合物的形成。鋁的多核配合物與EDTA反應(yīng)緩慢，配位比不恒定，故對(duì)滴定不利。為了避免發(fā)生上述問(wèn)題，可采用返滴定法。為此，可先加入一 定量過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，在時(shí)，煮沸溶液。由于此 時(shí)酸度較大)，故不致于形成多核氫氧基配合物又因 EDTA過(guò)量較多，故能使Al3+與EDTA配位完全。配位完全后， 調(diào)節(jié)溶液pH至5～6(此時(shí)AlY穩(wěn)定，也不會(huì)重新水解析出多核 配合物)，加入二甲酚橙，即可順利地用n標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)返滴 定。 <3>置換滴定法利用置換反應(yīng)，置換出等物質(zhì)的量的另一金屬離子，或置換出A，后滴定，滴定法。滴定法的多樣。置換出金屬離子被測(cè)離子MEDTA反應(yīng)不完全或所形成的配合物不穩(wěn)定，可讓M出一配合物(如)等物的量的，用滴定，即可M的量。M+NL＝ ML+N例如，Ag+與EDTA的配合物不穩(wěn)定，不能用EDTA直接滴定， 但將Ag+加入到Ni(CN)2-溶液中，則 ：42Ag++Ni(CN)2- ＝ 2Ag(CN)-+Ni2+4 2在pH=10的氨性溶液中，以紫脲酸銨作指示劑，用EDTA滴定置換出來(lái)的i+，即可求得A的含量。 置換出EDTA將被測(cè)離子 M與干擾離子全部用 EDTA配位，加入選擇性高 的配位劑L以?shī)Z取，并釋放出EDTA：MY+L＝ ML+Y反應(yīng)后，放出與M等物質(zhì)的量的EDTA，用金屬鹽類標(biāo)準(zhǔn)溶液 滴定釋放出來(lái)的A，即可測(cè)得M的含量。 例如，測(cè)定錫合金中的Sn時(shí)，可于試液中加入過(guò)量的A，將可能存在的b+，n，d，Bi等與Sn(IV)一起配位。用 Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，配位過(guò)量的 EDTA。加入

，選擇性地 4將SnY中的EDTA釋放出來(lái)，再用Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出來(lái) 的A，即可求得Sn(IV)的含量。 置換滴定法是提高配位滴定選擇性的途徑之一。 此外，利用置換滴定法的原理，可以改善指示劑指示滴定終點(diǎn) 的敏銳性。例如，鉻黑T與Mg2+顯色很靈敏，但與Ca2+顯色的 靈敏度較差，為此，在 pH=l0的溶液中用EDTA滴定Ca2+時(shí)， 常于溶液中先加入少量 Y，此時(shí)發(fā)生下列置換反應(yīng):MgY+Ca2+ ＝ CaY+Mg2+置換出來(lái)的Mg2+與鉻黑T顯很深的紅色。滴定時(shí)，EDTA先與Ca2+配位，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，EDTA奪取Mg-鉻黑T配合物 中的 ，形成 Y，游離出指示劑，顯藍(lán)色，顏色變化很明 顯。在這里，滴定前加入的 和最后生成的 MgY的物質(zhì)的量 是相等的，故加入的MgY不影響滴定結(jié)果。 用 CuY-PAN作指示劑時(shí)，也是利用置換滴定法的原理。 <4>間接滴定法 有些金屬離子和非金屬離子不與 EDTA配位或生成的配位物 不穩(wěn)定，這時(shí)可以采用間接滴定法。例如鈉的測(cè)定，將 Na+沉淀 為醋酸鈾酰鋅鈉 NaAc·2

(Ac)22

O，分出沉淀， 2洗凈并將它溶解，然后用 A滴定 n，從而求得試樣中 的含量。 間接滴定法手續(xù)較繁，引人誤差的機(jī)會(huì)也較多，故不是一種理 想的方法。 水的硬度以及表示方法 水的硬度主要是指水中含可溶性的鈣鹽和鎂鹽。含這兩種鹽量多的為硬水，含量少的為軟水。可測(cè)定鈣鹽和鎂鹽的合量，或分測(cè)定鈣鎂的含量，前硬度的測(cè)定，后是鈣鎂硬度的測(cè)定。硬度的表示單位①德國(guó)硬度 1德國(guó)硬度（1oDH）相當(dāng)于氧化鈣含量為 ·L或是化鈣度為 ·L1引的硬度。 ②英國(guó)硬度 1英國(guó)硬度（1oclark）相當(dāng)于碳酸鈣含量為 14.3mg·L，或是酸鈣度為 ·L1引的硬度。 ③法國(guó)硬度 1法國(guó)硬度（1odegreef）相當(dāng)于碳酸鈣含量為 10mg·L，或是酸鈣度為 ·L1引的硬度。 ④美國(guó)硬度 1美國(guó)硬度（1ppm）相當(dāng)于碳酸鈣含量為 1mg·，或是酸鈣度為 ·L1引的硬度。 我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB-5749-85)中規(guī)定 ：我國(guó)總硬度以 碳酸鈣計(jì)不得超過(guò) 0.450g·L。硬度，由于在不同的國(guó)家有不同的定義，因此，ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)早已不再使用“硬度”這一舊的術(shù)語(yǔ)，而采用“鈣鎂總量”代替之，并用B的濃度表示結(jié)果?？紤]到水中陰離子的組成，鈣鎂總量又分為兩類。碳酸鹽鈣鎂含量一般指Ca2+、Mg2+的酸式碳酸鹽，這類(temporaryoralkalinehardness現(xiàn)記作a＋g)，也可記為a＋)，t表示暫時(shí)的。t t非碳酸鹽鈣鎂含量指不能用煮沸方法除去的鈣鎂含量，主要由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽所致。過(guò)去把這種鈣鎂含量稱為永久硬度或非堿性硬度)，現(xiàn)記作 a＋)s永久的。

，也可記為 a＋

，s表示 s(1)、(2)兩種類型鈣鎂含量的總和即為鈣鎂總量，過(guò)去稱為總硬 度。 測(cè)定水中的鈣鎂總量，一般用 EDTA滴定法 ：將水樣用NH-NH3 4

Cl緩沖溶液調(diào)至pH=10.0±0.1，加入指示劑鉻黑T，此時(shí)溶液顯紫紅或紫色，然后用 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顯純藍(lán)色，即為終點(diǎn)。這種測(cè)定方法測(cè)得的是Ca2+、Mg2+總量，分不是Ca2+還是，也分不出a、g各是多少，而只是a＋g的總量。 按照 ISO及我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，測(cè)定結(jié)果按下式汁算 a＋)＝·Vs式中 (EDTA)——EA的濃度;V 滴定時(shí)消耗的 EDTA的體 (EDTA)—— 積;V——水樣體積。 s按照此式求得的結(jié)果，若表示為 (Ca＋)，稱為“鈣鎂離 子濃度”；也可記為 (C＋Mg，稱為“鈣鎂總量”。常用單位為 mol·1或·L。使用時(shí)注意 ：作為基本單元的(Ca＋+)或a＋)，只是代表鈣鎂的總量，并不表示鈣鎂離子數(shù)或原子數(shù)之比 為1:1。*注：國(guó)標(biāo)是以質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度表示硬度。 鈣指示劑的化學(xué)名稱是 2-羥基-1-(2-羥基-4-磺酸基-1-萘偶氮基)-3-萘甲酸，結(jié)構(gòu)式為:在溶液中，鈣指示劑存在下列平衡 ：純的鈣指示劑是紫黑色粉未，它的水溶液或乙醇溶液都不穩(wěn)定，故一般取固體試劑用NaCl粉末稀釋后使用。鈣指示劑與Ca2+顯紅色，靈敏度高。在pH=12～13Ca2+時(shí)，終點(diǎn)呈藍(lán)色。鈣指示劑受封閉的情況與鉻黑T相似，但可用KCN和三乙醇胺聯(lián)合掩蔽，消除指示劑的封閉現(xiàn)象。一般含有鈣、鎂鹽類的水稱為硬水(hardwater)。水的硬度通常分為總硬度和鈣、鎂硬度。總硬度(totalhardness)指鈣鹽和鎂鹽的合量，鈣、鎂硬度則是分別指兩者的含量。水的硬度是水質(zhì)控制的一個(gè)重要指標(biāo)。各國(guó)表示硬度的單位不同。我國(guó)通常以1mg·L-1CaCO3

表示水的硬度。測(cè)定水的硬度時(shí)，通常在兩個(gè)等份試樣中進(jìn)行。一份測(cè)定Ca2+Mg2+合量，另一份測(cè)定Ca2+由兩者所用EDTA體積之差即可求出Mg2+的量。測(cè)定Ca2+Mg2+合量時(shí)，在pH=10的氨性緩沖溶液中，以鉻黑T為指示劑，用EDTA滴定至酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。測(cè)定Ca2+時(shí)，pH=12,使Mg2+形成Mg(OH)2

沉淀，用鈣指示劑作指示劑，用EDTA滴定至紅色變成純藍(lán)色。掩蔽法是一種應(yīng)用廣泛、行之有效的提高選擇性的方法。為了消除N的，可一與N的試劑，使N的度，乃消除N的干擾，這便 是掩蔽法(maskingmethod)，加入的消除干擾的試劑便稱為掩蔽劑(maskingagent)。根據(jù)掩蔽反應(yīng)的不同，可分為幾種掩蔽法。配 位掩蔽法【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】Al3+與F-因此在測(cè)定+、Al混合物中的時(shí)，可用F掩蔽Al，然后再用EDTA滴定Mg2+。配位掩蔽劑的種類很多，使用時(shí)的具體步驟常因試樣而異，下表介紹了一些 EDTA滴定中常用的配位掩蔽劑。 掩蔽劑 pH圍

掩蔽離子 說(shuō)明 N 8 ，i，o，g+，d，A，Tl及鉑族

HCN劇毒，必須在堿性溶 液中使用，廢液應(yīng)加入過(guò)量 元素 含 NaCO2 3成

的

，使生 4Fe(CN)

4-，以防污染。 6NHF4

4～6 Al，)，)

兩者均有毒，應(yīng)貯于塑料瓶 或

Zr(IV)，)，

中，4

F優(yōu)點(diǎn)是使溶液pH三乙羥 胺(TEA，又稱三 乙醇胺)

Be2+0 Al，，a，Ba+，Sr2+及稀土 Al，Sn（V，Ti（V，

變化小，溶解度大，但比較貴。，a，Ba，Sr形成察酸調(diào)pH值，否則金屬離子水解12

e，Al及量 Mn+n+ 化成 n+，形成有 配合物，加入 可使 Mn3+配合物的綠色褪去酮23巰基丙醇(BAL)

5～6 e，Al，B，+，U（IV）0 g，d，n，+，Bi，Ag，As（，Sb（，

，o+，i，形成 有色配合物，妨礙終點(diǎn)觀測(cè) 【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】S（V）及少量 o，i，酒石酸 1.2 Sb，S（V），e+抗壞血酸存在下，用 O滴定 Bi3+2 e，Sn，o（IV），滴定 n3，，Bi3+，Cu2+，Sn(IV)5.5 e，Al，Sb，a+K以上 Al不掩蔽， Sn(IV)加熱后冷卻 5～6 UO

，Sb27 （V），（），W（V），UO26～7.5Mg，a，，Al+ 用 T可以滴定 n0 Al，Sn（V） 用 N可以滴定 ，n，d，n+，b，a，MNN釋放出后繼續(xù)滴定，稱為解蔽法(demaskingmethod)。Cu2+Pb2+和Zn2+3性酒石酸溶液中，用N掩蔽C+和n，以鉻黑T為指示劑，用 EDTA滴定 Pb2+。然后加入甲醛作解蔽劑，破壞Zn(CN)2-，4使 Zn2+重新釋放出來(lái)，即可用 EDTA繼續(xù)滴定。其解蔽反應(yīng)為 ：O+)-+4HO Z++4HOH+4OH-4 2 2Cu(CN)

2-不被甲醛解蔽，但甲醛也不宜過(guò)多，且應(yīng)分次加入， 3溫度也不宜過(guò)高， 否則 Cu(CN)32-也可被部分解蔽。 Cd(CN2-。4氧化還原掩蔽法AlgY2)=29.9,lg(Fe)=25.1lgK遠(yuǎn)小于6藉加入抗壞血酸或鹽酸羥胺將成+，lg(Fe)=14.，即消除Fe3+Bi3+Th4+In3+Hg2+Fe3+的干EDTA的配合物不如低價(jià)態(tài)穩(wěn)定，也可將它們氧化成高價(jià)來(lái)消除其干擾，如將Cr3+CrO2

2-，將7VO2+氧化

-。3沉淀掩法加入能與干擾離子生成沉淀的沉淀劑，并在沉淀存在下直接滴定，稱為沉淀掩蔽法。例如鈣、鎂共存時(shí)即可在pH>l2Ca2+，鎂形成2

沉淀Ca2+的測(cè)定。如銅合金中Pb2+干擾Zn2+的測(cè)定，加入BaCl2

和KSO2

使形成BaPb(SO)混42晶，可起到掩蔽Pb2+的效果。由于許多沉淀反應(yīng)不夠完全，特別是過(guò)飽和現(xiàn)象降低了掩蔽效果;沉淀也會(huì)吸附被測(cè)離子和指示;一些沉沉淀不是其應(yīng)限制。思考題 ：水硬包括哪些內(nèi)容？何？1〉水硬 度的測(cè)定包括總硬 度與鈣硬 度的測(cè)定，鎂硬 度則根據(jù) 驗(yàn)結(jié) 果計(jì)算得 到；〈2〉可一份溶液中進(jìn)行，可平行取兩份溶液進(jìn)行；①．在一份溶液中進(jìn)行；先在pH=12時(shí)滴定Ca2+ ，再將溶液 調(diào)至 pH=10（先調(diào)至 pH=，再調(diào)至 pH=10，以防止 或MgCO3

2等形式存在而溶解不完全），滴定。②．平行取兩份溶液進(jìn)行 ：一份試液在 pH=10時(shí)測(cè)定 a，g總量，另一份在 2時(shí)測(cè)定 a，由兩者所用 A體積 之差求出Mg的含量。 本實(shí)驗(yàn)采用第二種方法。 思考題 ：我國(guó)如何表示水的總硬度，怎樣換算成德國(guó)度？ 我國(guó)通常以110-3g·L-1CaCO3

表示水的總硬度，德國(guó)以 1010-3g·L-1CaO表示水的硬度，因此，如以我國(guó)110-3g·L-1CaCO表示的總硬度換算成德國(guó)度時(shí)，需乘以系數(shù) 0.056。3德國(guó)度 DH(10×10·L1)=總硬度(g·LCaCO

)×56.08/3(100.0910總硬度(g·L-1CaCO

)×0.0563水的硬度按德國(guó)度可分為五種主要類型 ：極軟極軟水 0～4oDH軟水 4～8oDH微硬水 8～16oDH硬水 極硬水 16～30>30oDHoDH生活用水要求硬度不超過(guò)25oDH。目前硬度的概念已不再使用，見預(yù)習(xí)內(nèi)容 ：水的硬度。 思考題 ：用Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液有二種方法，水 硬度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中所用 EDTA應(yīng)用哪種方法標(biāo)定？ 通常選用的標(biāo)定條件盡能與被物的測(cè)定條件致減少誤差。在水硬度的測(cè)定中，測(cè)定條件是0，以鉻黑T為指示劑，因此標(biāo)定也取此條件，用方法一。思考題：怎樣移取100mL水樣？⑴由于移取的水樣體積大，因此移取時(shí)盛水樣的燒杯為400mL；⑵吸取水樣用水泵、真空泵，而不是洗耳球； ⑶將真空泵上的橡皮管微接（不是全部套住）100mL吸管的管口，使水以適中的速度進(jìn)入吸管。若全部套住，進(jìn)水速度快，會(huì)帶入大量小氣泡（水呈渾濁樣），使移取的體積不準(zhǔn)。⑷注意右手食指的操作，因 100mL吸管的上口管徑大，溶液 下流快，故調(diào)節(jié)液面至刻度線時(shí)，應(yīng)微松食指使液面緩緩下降， 以控制液面的最低點(diǎn)恰與刻度線相切，同時(shí)緊按食指，使液面不 再下降，使移取水樣的體積準(zhǔn)確。⑸每個(gè)實(shí)驗(yàn)室公用三支100mL無(wú)分度吸管，以及相配套的 400mL燒杯及表面皿。思考題：為測(cè)定、量時(shí)，控制pH=10？的測(cè)定條件。⑴因定CaY>Mg，定a的最低,定的最低0，指示劑鉻黑T使用的最適宜pH范圍為9～10.5,因此測(cè)定時(shí)pH=10。⑵測(cè)定總量的條件為，在pH=10的氨性 緩沖 溶液中，以鉻黑為指示劑。 思考題：測(cè)定總硬度時(shí)，溶液中發(fā)生了哪些反應(yīng)，它們?nèi)绾胃?jìng)爭(zhēng)？在pH=10的緩沖溶液中，加入鉻黑T指示劑后，指示劑先與Mg2+配位（為什么？）為n，當(dāng)?shù)渭覣后，A先與游離的Ca2+、Mg2+配位，最后奪取MgIn-中的Mg2+：MgIn-+HY2- ＝ MgY2-+HIn2-+H+2溶液的顏色由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。 思考題：如果待測(cè)液中只含有a+，能否用鉻黑T為指示劑進(jìn)行測(cè)定？若按本實(shí)驗(yàn)條件用直接滴定法測(cè)定總硬度，則不能。經(jīng)計(jì)算可知