02实验二水总硬度的测定-教案

实验二水总硬度的测定教案课程名称：工科大学化学（四）-仪器分析基础实验教学内容：水总硬度的测定实验类型：验证教学对象：冶金、环境工程、能器、临床八年制授课地点：中南大学南校区化学实验楼授课学时：4学时一、教学目的与要求1、练习移液管、滴定管的使用；2、了解水硬度的测定意义和常用硬度的表示方法；3、学习EDTA标准溶液的配制与标定；4、掌握钙、镁测定的原理、方法和计算；5、熟悉铬黑T指示剂终点颜色判断和近终点时滴定操作控制二、知识点配位反应、化学计量点、金属指示剂、滴定终点、水的硬度、硬度的表示方法、标准溶液、标准溶液的配制与标定、移液管、酸式滴定管、实验报告的撰写（数据处理三线表表格化）、有效数字三、技能点玻璃器皿的洗涤、移液管的使用、滴定管的使用四、教学重点及难点重点：水总硬度的测定的基本原理和操作方法难点：铬黑T指示剂的变色特征和近终点时滴定操作控制五、教学方法任务驱动法、分组讨论法、阅读指导法、现场讲解指导等六、复习引入1、复习配位滴定法有关知识，提问学生:(1)EDTA配位滴定法测定对象是什么？(金属离子)(2)pH=l0的缓冲溶液中，以什么作指示剂？(铬黑T)(3)滴定终点颜色如何判断？(由酒红色变纯蓝色为终点)[引入]EDTA配位滴定法的应用：水的总硬度测定[引言]水的总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度。硬度对工业用水关系很大，各种工业对水的硬度都有一定的要求，尤其是锅炉用水对这一指标要求十分严格。饮用水申硬度过高也会影响肠胃的消化功能。因此硬度是水质分析的重要指标之一。用EDTA标准溶液直接滴定钙镁总量是国际国内规定的标准分析方法，适用于饮用水、锅炉水、冷却水、地下水及没有严重污染的地表水。[新授]课题：自来水总硬度的测定[提出任务]教师提出本课题的学习任务：1、自来水总硬度的测定的基本原理是什么？2、水的总硬度常用的表示方法有哪些？怎样计算总硬度？3、自来水总硬度的测定操作方法。[任务探索]1、自来水总硬度的测定的基本原理是什么？根据有关学习资料，思考下列问题：(1)自来水的硬度主要是由什么离子形成的？用什么滴定法测定水的总硬度？(2)用什么试剂作指示剂？溶液pH值控制在多少？用什么缓冲溶液调节溶液pH？(3)测定水的总硬度时，哪些离子有干扰？如何消除干扰？[归纳]引导学生归纳总结出自来水总硬度的测定的基本原理[学生回答](1)自来水的硬度主要是由Ca2+、Mg2+离子形成的。用EDTA配位滴定法测定水的总硬度。(2)用铬黑T试剂作指示剂。溶液pH值控制在10左右。用NH3-NH4C1缓冲溶液调节溶液pH值。[讲解](3)测定水的总硬度时，哪些离子有干扰？如何消除干扰？[讲解]2、水的总硬度常用的表示方法有哪些？怎样计算总硬度？[讲解]世界各国对水的硬度表示方法不同。德国硬度是水硬度表示比较早的一种方法，它以度(。)为计，我国常用的水的总硬度常用的表示方法有两种:(1)德国度(。)：每升水中含l0mgCaO(2)mg/L，每升水中含lmgCaCO33、自来水总硬度的测定操作方法[阅读]指导学生阅读实验报告中的实验步骤。[讨论]四个学生一组，归纳测定操作要点。[提问]学生代表小组发言:水的总硬度测定步骤(1)0.01mol/LEDTA标准溶液的配制及标定(2)自来水总硬度测定(a)水样处理(b)滴定(c)数据记录与处理(d)结果报告[小结]用EDTA标准溶液滴定测定水的总硬度是国际国内规定的标准分析方法。在pH=l0的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定水样溶液由酒红色变纯蓝色为终点，记录EDTA标准溶液消耗体积计算水的总硬度[演示]学生代表上讲台演示测定操作过程，其余学生观察其操作。[讲解、示范]教师点评学生演示操作过程的正误之处并讲解示范操作要点:(1)取样的方法：取样量100mL，取样仪器：移液管(2)移液管的操作：吸液、调整液面的方法、放液(3)酸式滴定管的操作：左手的用法，防止管尖和两侧漏液(4)终点判断：待滴定至溶液为蓝紫色时即接近终点，要注意每加一滴EDTA都需充分摇匀，最好每滴间隔2-3s，滴到纯蓝色即为终点。[讲解注意事项]1、铬黑T与Mg2+显色的灵敏度高，与Ca2+显色的灵敏度低，当水样中Ca2+含量很高而镁含量很低时，往往得不到敏锐的终点。可以在水样中加入少许的Mg-EDTA，利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性，或者改用酸性铬蓝K作指示剂。2、如果水样中HCO3-、H2CO3含量较高，终点变色不敏锐，可以经过酸化并煮沸后再测定或者采用返滴定法。3、水样中若含铁离子、铝离子等离子，会干扰Ca2+、Mg2+的测定，可以加入三乙醇胺、KCN、Na2S等进[学生分组]以每个同学一组分为24～30个小组[学生实训]测定自来水总硬度并完成实验报告。教师巡回指导[交流讨论]引导学生说出自己完成任务的情况(成功或失误之处)[试验小结]教师小结本课题实验完成情况。1、酸式滴定管的规范操作：克服漏液的现象；2、近终点时颜色判断和操作：近终点紫蓝色，慢滴多摇，控制半滴操作；3、分析误差产生原因：滴定速度控制不当；终点判断不准确；读数误差；酸式滴定管管尖和两侧漏液等因素。[布置作业]：根据你的测定，我们本地区的饮用自来水总硬度指标属于那个级别？(写出测定实验操作步骤、实验数据和测定结果)执笔人：黄坚