10.总硬度的测定——EDTA 滴定法

本方法适用于循环冷却水和天然水中总硬度的测定。

1.原理

在 pH=10 时,乙二胺四乙酸二钠(简称 EDTA)和水中的钙镁离子生成稳定络合物,指示 剂铬黑 T 也能与钙镁离子生成葡萄酒红色络合物,其稳定性不如 EDTA 与钙镁离子所生成 的络合物,当用 EDTA 滴定接近终点时, EDTA 自铬黑 T 的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子 而使铬黑 T 指示剂游离,溶液由酒红色变为兰色,即为终点。其反应如下:

Mg2++Hlnd2-→Mglnd-+H+
Mglnd-+H2Y2-→MgY2-+H++Hlnd2-
Ca2++Hlnd2-→Calnd-+H+
Calnd-+H2Y2-→CaY2-+H++Hlnd2-

式中     Hlnd2-——铬黑 T 指示剂(蓝色);
             Mglnd-——镁与铬黑 T 的络合物(酒红色);
             H2Y2-——乙二胺四乙酸离子(无色)。

2.试剂

2.1  6mol/L 盐酸溶液。
2.2  10%氨水:量取 440mL 氨水,稀释至 1000mL。
2.3  1+1 三乙醇胺溶液
2.4  铬黑 T 指示剂
称取 0.5g 铬黑 T 和 4.5g 盐酸羟胺,溶于 100mL95%乙醇中,储于棕色瓶中。
2.5  pH=10 氨-氯化铵缓冲溶液。
称取 54g 氯化铵,溶于 200mL 水中,加 350mL 氨水,用水稀释 1000mL。
2.6  0.01mol/L EDTA 标准溶液。
2. 6. 1 配制
称取乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8N2Na2• 2H2O)3.72g 溶于 1000mL 水中,摇匀。
2. 6. 2 标定
称取 0.2g 于 800℃灼烧至恒重的基准氧化锌(称重至 0.0002g)。用少许水湿润,加 2mL 6mol/L 盐酸溶液至样品溶解,移入 250mL 容量瓶中,稀释至刻度。吸取此溶液 20mL,移入 250mL 锥形瓶中,加 30mL 水,用 10%氨水中和至 pH7~8(稍有氨味),加 5mL 氨一氯化铵 缓冲溶液,加 2~4 滴铬黑 T 指示剂,用 EDTA 溶液滴定至溶液由酒红色变为天蓝色。同时 做空白试验。
2. 6. 3 计算
EDTA 标准溶液摩尔浓度 M(摩尔/升), 按下式计算:

式中: G——氧化锌的重量,克;
             V1—— EDTA 溶液的用量,毫升;
             V 0 ——空白试验 EDTA 溶液用量,毫升;
             81.39——氧化锌摩尔质量,克/摩尔。

3.仪器

滴定管: 25mL 酸式。

4.分析步骤

吸取水样 50mL,移入 250mL 锥形瓶中,加入 5mL 氨-氯化铵缓冲溶液,2-4 滴铬黑 T 指示剂,用 0.01mol/L EDTA 标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。

5.分析结果的计算

水样中总硬度含量 X(毫克/升,以 CaCO3 计 ),按下式计算:

式中: V——滴定时 EDTA 标准溶液消耗体积,毫升;
             M——EDTA 标准溶液浓度,摩尔/升;
             VW——水样体积,毫升;
             100.08——碳酸钙摩尔质量,克/摩尔。

6.注释

6. 1 若水样中有铁、铝干扰测定时,加 1+1 三乙醇胺 1~3mL 加以掩蔽。
6. 2 若水样中有少量的锌离子时,取样后可加β-氨基乙硫醇 0.5mL 加以掩蔽,若 锌含量高,可另测锌含量,而后从总硬度中减去。
6. 3 若测定中有返色现象,可将水样经中速滤纸干过滤,除去悬浮的碳酸钙。

7.允许差

水中总硬度在 300mg/L(以 CaCO3 计)时,平行测定两结果差不大于 3.5mg/L。

8.结果表示

取平行测定两结果算术平均值,作为水样的总硬度含量。