1、 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NH3溶液 Na2H2Y 2H2O 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 pH2 67 6 16 主要H2Y2 pH 10 26碱性溶液 Y4 H6Y2 H H5Y
2、H5Y H H4YH4YH H3Y H3Y H H2Y2 H2Y2 H HY3 HY3 H Y4 最佳配位型体 水溶液中七种存在型体 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 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 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
3、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 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
4、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 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 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 五 实验步骤 1 Ca2 标准溶液差减
5、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 00mlCa2 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 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
6、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 1EDTA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 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 置换出的Mg2 与铬黑T显出很深的红色 Mg2 EBT Mg EBT 红色
7、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 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
8、此在络合滴定中 通常需要加入溶液来控制溶液的pH值 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
