1、实验一 Na 2EDTA 配位滴定法测定自来水总硬度【目的和要求】掌握容量分析操作技术，配位滴定原理、注意事项和测定结果的计算；熟悉总硬度的表示方法和每一试剂的作用。【方法原理】在 pH10 的 NH3-NH4Cl 缓 冲 液 中 ， 水 样 中 的 Ca2+和 Mg2+与铬 黑 T 指 示 剂 形 成 紫 红 色 配 合 物 ， 水 样 呈 紫 红 色 。 加 入 EDTA时 ， 则 Ca2+和 Mg2+与 EDTA 形 成 更 稳 定 的 无 色 色 配 合 物 ， 滴 定终 点 时 游 离 出 铬 黑 T 指 示 剂 ， 此 时 水 样 呈蓝色。 根据 EDTA 标 准溶 液 的 用 量
2、 ， 可 计 算 出 水 中 Ca2+和 Mg2+的 总 量 。【仪器与试剂】1 仪 器 150ml 锥 型 瓶 ； 25ml 滴 定 管 。2 试 剂缓冲溶液(pH=10) 氯-氯化铵缓冲溶液：称取16.9g氯化铵，溶于143ml氨水( 20=0.88g/ml)中。 .硫 酸 镁 -乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠 滴定 终 点 敏 锐 调 节 剂 ： 称 取 0.780g硫 酸 镁 (MgSO47H2O)及 1.178g乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠 (Na2EDTA2H2O)， 溶 于 50mL纯 水 中 ， 加 入2ml氯 化 铵 一 氢 氧 化 铵 溶 液 和 5滴 铬 黑 T指 示
3、剂 (此 时 溶 液 应 呈 紫 红色 。 若 为 天 蓝 色 ， 应 再 加 极 少 量 硫 酸 镁 使 呈 紫 红 色 )， 用 Na2-EDTA标 准 溶 液 滴 定 至 溶 夜由紫红色变为天蓝色。合并及 溶液，并用纯水稀释至250ml 。合并后如溶液又变为紫红色，在计算结果时应扣除试剂空白。硫 化 钠 溶 液 (50g/L)： 称 取 5.0g硫 化 钠 (Na2S9H2O)溶 于 纯水 中 ， 并 稀 释 至 100mL。盐酸羟胺溶液(10g/L)：称取 1.0g盐酸羟胺(NH 2OHC1)，溶于纯水中，并稀释至100ml 。氰 化 钾 溶 液 (10g/L)： 称 取 10 0g氰
4、 化 钾 (KCN)溶 于 纯 水 中 ，并 稀 释 至 100ml。 注 意 ， 此 溶 液剧毒!Na2-EDTA标 准 溶 液 c(Na2-EDTA)=0.01mol L： 称 取3.72g乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠 (Na2.C10H14N2O82H2O)溶 解 于 1000ml纯水 中 ， 并 标 定 其 准 确 浓 度 。锌标准溶液：称取0.60.7g纯锌粒，溶于盐酸溶液(1+1)中，置于水浴上温热至完全溶解，移入容量瓶中，定容至1000ml，并按下（9-1 ）式计算锌标准溶液的浓度。（9-m65.39=C(Zn)1）式中，C(Zn) 锌标准溶液的浓度， mol/L；m锌的质量，
5、g；65.391molZn的质量，g。铬 黑 T指 示 剂 ： 称 取 0.5g铬 黑 T(C20H12O7N3SNa)用 95 乙 醇 溶解 ， 并 稀 释 至 100ml。 放 置 于 冰 箱 中 保 存 ， 可 稳 定 一 个 月 。【操作步骤】1. 标 定 Na2-EDTA吸 取 25.00mL锌 标 准 溶 液 于 150mL锥 形 瓶 中 ， 加 入 25ml纯 水 ，加 入 几 滴 氨 水 调 节 溶 液 至 近 中 性 ， 再 加 5ml缓 冲 溶 液 和 5滴 铬 黑 T指 示 剂 ， 在 不 断 振 荡 下 ， 用 Na2-EDTA溶 液 滴 定 至 天蓝色不 变 。记录N
6、 a2-EDTA溶 液 用 量 （ V） 。 按（9-2 ）式计算Na 2-EDTA标准溶液的浓度。（9-2）252Zncc）（式中，c(Na 2-EDTA)Na2-EDTA标准溶液的浓度，mol/L；c(Zn) 锌标准溶液的浓度， mol/L； V消耗Na 2-EDTA溶液的体积，ml；25所取锌标准溶液的体积，rnl。2.水硬度的测定吸取50.0ml水样（若硬度过高，可取适量水样用纯水稀释至50ml，若硬度过低，可改取 100ml），置于 150ml锥型瓶中。加入12ml缓冲溶液，5滴 铬 黑 T指 示 剂 ， 立 即 用 Na2-EDTA标 准 溶 液滴 定 至 溶液从紫红色 成 为 不
7、 变 的 天 蓝 色 为 止 ， 同 时 做 空 白 试 验 ， 记下 用 量 。 按 （ 9-3） 式 计 算 结 果 。（9-3）201109.)()/,( VcLmgCaO总 硬 度式 中 ， V0空 白 滴 定 所 消 耗 的 Na2-EDTA标 准 溶 液 的 体 积 ，ml； V1Na2-EDTA滴 定 中 消 耗 Na2-EDTA标 准 溶 液 的 体 积 ，ml； cNa2-EDTA标 准 溶 液 的 浓 度 ， mol/L； V2水 样 体 积 ，ml。 100.09为 与 1.00mlNa2-EDTA标 准 溶 液 c(Na2-EDTA)：1.000mol/L相 当 的 以
8、 mg表 示 的 总 硬 度 (以 CaCO3计 )。【 注 意 事 项 】1 若 水 样 中 含 有 金 属 干 扰 离 子 ， 使 滴 定 终 点 延 迟 或 颜 色 发 暗 ，可 另 取 水 样 ， 加 入 0.5ml盐 酸 羟 胺 及 1ml硫 化 钠 溶 液 或 0.5ml氰 化 钾溶 液 再 行 滴 定 。2 水 样 中 钙 、 镁 含 量 较 大 时 ， 要 预 先 酸 化 水 样 ， 并 加 热 除 去二 氧 化 碳 ， 以 防 碱 化 后 生 成 碳 酸 盐 沉 淀 ， 滴 定 时 不 易 转 化 。3 水 样 中 含 悬 浮 性 或 胶 体 有 机 物 可 影 响 终 点
9、的 观 察 。 可 预 先将 水 样 蒸 干 并 于 550 灰 化 ， 用 纯 水 溶 解 残 渣 后 再 行 滴 定 。4缓 冲 溶 液 应 储 存 于 聚 乙 烯 瓶 或 硬 质 玻 璃 瓶 中 。 防 止 使 用 中因 反 复 开 盖 使 氨 水 浓 度 降 低 而 影响pH值。缓冲溶液放置时间较长，氨水浓度降低时，应重新配制。5 配 制 缓 冲 溶 液 时 加 入 Mg-EDTA是 为 了 使 某 些 含 镁 较 低的 水 样 滴 定 终 点 更 为 敏 锐 。 如 果 备 有 市 售 Mg-EDTA试 剂 ，则 可 直 接 称 取 1.25Mg-EDTA， 加 入 250mL缓 冲
10、 溶 液 中 。6 以 铬 黑 T为 指 示 剂 ， 用 Na2-EDTA滴 定 钙 、 镁 离 子 时 ， 在 pH值 9.7 11范 围 内 ， 溶 液 愈 偏 碱 性 ， 滴 定 终 点 愈 敏 锐 。 但 可 使 碳 酸钙 和 氢 氧 化 镁 沉 淀 ， 从 而 造 成 滴 定 误 差 。 因 此 滴 定 以 pH 10为 宜 。【思考题】1. 若硬度过高，可取适量水样用纯水稀释至50ml，若硬度过低，可改取 100ml，对测定结果有什么影响？2. 总 硬 度 的 概 念 是 什 么 ？ 为什么仅测定的是钙 、 镁 ， 但 确 表示 为 总 硬 度 ？3. 为 什 么 Mg-EDTA可
11、 以 使 终 点 更 敏 锐 ？4. 滴 定 时 pH值 超 过 10会 有 什 么 影 响 ？5. 盐 酸 羟 胺 、 硫 化 钠 溶 液 、 氰 化 钾 溶 液 的 作 用 各 是 什 么 ？6. 乙二胺四乙酸二钠滴定法测定水的总硬度的主要影响因素有哪些？7. 怎样控制和减少本次实验的误差？实 验 二 酸 碱 滴 定 法 法 测 定 自 来 水 碱 度【目的和要求】掌 握 容 量 分 析 操 作 技 术 ， 酸 碱 滴 定 原 理 、 注 意 事 项 和 测 定 结 果的 计 算 ； .熟 悉 碱 度 和 酸 度 的 概 念 、 分 类 和 表 示 方 法 ， 熟 悉 每 一 试 剂的 作
12、 用 ； 了 解 水 的 碱 度 和 酸 度 测 定 的 意 义 。 能 根 据 测 定 结 果 判 断 碱度 的 组 成 。【方法原理】以 酚 酞 为 指 示 剂 ， 用 盐 酸 标准溶液滴定至水样红色刚好消失，记录此时盐 酸 标准溶液耗量为 V1。再 以 甲基橙为 指 示 剂 ， 用 盐 酸标准溶液滴定至水样由黄色刚好变为橙红色，记录此时盐 酸 标准溶液耗量为 V2。用 V1 计算水样的酚 酞 碱 度 ， 用 V1+V2 计算水样的总碱 度 。 并 可 根 据 V1、V 2 消耗量判断碱度的组 成 。 反 应 式 如 下 ：以 酚 酞 为 指 示 剂 时 ：CO 32 +2H+ 2HCO3
13、 ；OH +H H2O以甲基橙为指示剂时：HCO 3 +H H2O+CO2【仪器与试剂】1仪器 50ml滴定管； 250ml锥形瓶。2 试 剂0.1mol/L标准溶液盐 酸 ： 量 取 9ml浓 盐 酸 ， 用 新 煮 沸 冷 却 的 蒸馏 水 稀 释 至 1000ml。5g/L酚 酞 指 示 剂 ： 将 0.5g酚 酞 溶 于 50ml95 乙 醇 ， 加 50ml水 ，滴 加 0.1mol/LNaOH至微红色。0.5g/L甲基橙指示剂：将 0.5g甲基橙溶于1000ml水中。【操作步骤】一 、标 定 盐 酸 溶液的浓度将 优 级 纯 无 水 碳 酸 钠 于 180 烘 烤 2h后 在 干
14、燥 器 中 冷 却 ， 然后 准 确 称 取 0.1 0.15g于 250ml三 角 瓶 中 ， 加 100ml新 煮 沸 冷 却 的 蒸馏 水 ， 3滴 甲 基 橙 指 示 剂 ， 用 配 制 好 的 盐 酸溶液滴定至橙色。记录盐酸用量V 0，按（ 9-4） 式计算其浓度。（ 9-1050VHClc）（4）式 中 ， c盐 酸 溶液的物质的量浓度， mol/L；m 无 水 碳 酸 钠的 质 量 ， g； V0盐 酸 溶液的用量，ml；50 碳 酸 钠 与盐 酸 反 应 的摩 尔 质 量 ， g。二、测定自来水碱度1 吸 取 100.00ml水 样 于 250ml三 角 瓶 中 ， 加 4滴
15、酚 酞 指 示 剂 ， 如呈 红 色 ， 立 即 用 盐 酸 溶 液滴定至红色刚消失，记录盐酸用量(V 1)。2 再 向 瓶 中 加 3滴 甲 基 橙 指 示 剂 ， 用 盐 酸 溶 液 滴 定 至 橙 色 ， 盐酸 用 量 记 为 (V2)。3 计算（ 9-105CVmg/LCaO)1( Hl213 ）（），总 碱 度 ： （5）（9-6）105g/a)2( HCl3），酚 酞 碱 度 ： （式中，V 1以酚 酞 为 指 示 剂 ， 用 盐 酸 溶 液滴定至红色刚消失时 ，盐酸溶 液的用量。 V2以甲 基 橙 为 指 示 剂 ， 用 盐 酸 溶 液滴定至橙红色刚出现时 ，盐酸溶 液的用量。
16、50CaCO3与盐 酸 反 应 的毫摩尔质量(mg)；100 水样体积。4判断碱度的组成 如果 VlV2，碱度由碳酸盐和氢氧化物组成；如果 V1V2，碱度由碳酸盐和氢氧化物组成；如果V1V2，碱度由碳酸盐和重碳酸盐组成；如果 V1=V2，碱度由碳酸盐组成；Vl=0 ，碱度只有重碳酸盐；V2=0 ，碱度只有氢氧化物？实验四 碘量法测定水中溶解氧【目的和要求】掌握碘量法测定溶解氧的原理和方法；熟悉滴定操作；了解溶解氧测定的意义和采样原则。【方法原理】在碱性溶液中，Mn(OH) 2 和溶解氧结合成为 MnO(OH)2，再与过量的 Mn(OH)2 结合成 MnMnO3，在酸性溶液中将 KI 氧化释放出
17、I2，以 Na2S2O3 滴定 I2。根据 Na2S2O3 消耗的体积计算出样品中溶解氧的含量。【仪器与试剂】1仪器 溶解氧瓶；碘量瓶， 250ml；滴定管，25 或50ml；100ml 移液管。2试剂硫酸锰溶液：将 480g MnSO44H2O 或 400g MnCl22H2O 用蒸馏水溶解，过滤后稀释至 1000ml。碱性碘化钾溶液：将 500g 分析纯 NaOH 溶于 300ml400ml 蒸馏水中。另取 150g 分析纯 KI 或 135g 分析纯 NaI 溶于 200ml 蒸馏水中。合并上述两种溶液，加蒸馏水至 1000ml，放置 24h 使碳酸钠下沉，取上清液备用。0.1mol/L
18、 Na2S2O3 标准贮备液：取约 25g 分析纯Na2S2O35H2O，用煮沸放冷的蒸馏水配成 1000ml。加 0.4g NaOH或 0.2g 无水 Na2CO3，或数小粒碘化汞，储于棕色瓶中以防止分解。溶液可保存数周。标定 Na2S2O3 准确浓度：准确取约 0.15g 分析纯 KIO3 于 250ml三角瓶内，加 100ml 蒸馏水，微热使其溶解，加约 3g KI 及 10ml 乙酸，放置 5min。用 0.1mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定，不停振摇三角瓶，至溶液变微黄色，加 1ml 淀粉溶液，继续滴定至溶液刚变成无色为止，记录滴定液用量，按（9-9）式计算其准确浓度。（9-
19、9）VMmc6式中，cNa 2S2O3 的摩尔浓度(mol/L)；mKIO 3 的质量（mg） ；MKIO 3 的摩尔质量（214.01） ；V滴定体积（ml） 。0.025mol/L Na2S2O3 标准应用液：取适量已标定的 Na2S2O3 标准溶液，准确配成 0.025mol/L Na2S2O3 标准溶液。此溶液在夏天存放，最好不超过 10d，用前重新标定。淀粉溶液：以小量蒸馏水将 2g 可溶淀粉溶解，用玻棒调成糊状，再加煮沸的蒸馏水至 200ml，冷后加 0.25g 水杨酸或 0.8g 氯化锌以防止分解。如果此溶液与碘生成紫蓝色，表示淀粉已部分变质，应重新配制。KI(AR)，CH 3C
20、OOH(AR)，浓硫酸。【测定步骤】1采样 用溶解性气体采样器采集水样。2取下各溶解氧瓶的瓶塞，用吸管插入液面以下，加 1ml 硫酸锰溶液。3再按相同方式加 1ml 碱性碘化钾溶液。4盖紧瓶塞，颠倒混合 23 次。待沉淀下降到液层中部，再混合一次，静置数分钟，使沉淀重新下降至液层中部。5用吸管沿瓶口加 1ml 浓硫酸，盖紧瓶塞，颠倒混合，至棕色沉淀完全溶解为止（必要时可补加少许酸） 。6如果不需精确校正加入试剂后水样原来的体积，滴定时可用吸管吸出 100ml 经上述处理过的水，注入 250ml 带塞的三角瓶中，用 0.025000mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加 1ml 淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失为止。记录用量，记为 V（ml ） 。7计算DO(mg/L)=2 V （9-10）【注意事项】1测定溶解氧时，试剂的加入方式比较特别，应将移液管尖插入液面之下，慢慢加入，以免将空气中氧带入水样中引起误差。2要注意淀粉指示剂的加入时机，应该先将溶液由棕色滴定至淡黄色时再加淀粉指示剂，否则终点会出现反复，难以判断。3当水样中含有 NO2 、Fe 3 时，可发生下述反应而影响溶解氧的测定：2NO2 + O2 = 2NO32NO2 + 2I + 4H = 2NO + I2 + 2H2O
