EDTA标准溶液的配制和标定

实验十八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、MgSO4·7H2O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pH12.5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0.6gCaCO3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：ΔCa(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2↑Mg(HCO3)2MgCO3+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1/2CaO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=)(1000**)2/1(1LmmolVVEDTACEDTA水(1)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，mL；V水——所取水样的体积，mL。钙硬为Y=）（水11000*)2/1(**)2/1(LmgVCaOMVEDTACEDTA（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Z=）（水11000*)2/1(*)(*)2/1(LmgVMgOMVVEDTACEDTAEDTA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4ml20%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250mg•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记录项目滴定序号12345EDTA溶液的体积（ml）终终终终终初初初初初EDTA浓度mol•L-1相对平均偏差EDTA平均浓度mol•L-1四、问题与讨论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C（EDTA）=记录项目滴定序号12345EDTA溶液的体积ml终终终终终初初初初初水的总硬度mol•L-1相对平均偏差记录项目滴定序号12345EDTA溶液的体积ml终终终终终初初初初初钙的硬度mg•L-1相对平均偏差四、问题与讨论