钙镁离子滴定方法

二、水中钙、镁离子、总硬度的测定1、方法原理水的总硬度的测定在pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定溶液中的Ca2+、Mg2+。铬黑T和EDTA都能和Ca2+、Mg2+形成配合物，其配合物稳定性顺序为：[CaY]2-[MgY]2-[MgIn]-[CaIn]-加入铬黑T后，部分Mg2+与铬黑T形成配合物使溶液呈酒红色。用EDTA滴定时，EDTA先与Ca2+和游离Mg2+反应形成无色的配合物，化学计量点时，EDTA夺取指示剂配合物中的Mg2+，是指示剂游离出来，溶液有酒红色变成纯蓝色即为终点。滴定前：Mg2++HIn2-←→[MgIn]-+H+纯蓝色酒红色化学计量点前:Ca2++H2Y2-←→[CaY]2-+2H+Mg2++H2Y2-←→[MgY]2-+2H+化学计量点时:[MgIn]-+H2Y2-←→[MgY]2-+HIn-+H+酒红色纯蓝色根据消耗的EDTA标准溶液的体积V1计算水的总硬度。钙镁含量的测定取与测定总硬度时相同体积的水样,加入NaOH调节PH=12，Mg2+即形成Mg(OH)2沉淀。然后加人钙指示剂,Ca2+与钙指示剂形成红色配合物。用EDTA滴定时，EDTA先与游离Ca2+形成配合物,再夺取已与指示剂配位的Ca2+,使指示剂游离出来,溶液由红色变为纯蓝色。由消耗EDTA标准溶液的体积V2计算钙的含量。再由测总硬度时消耗的EDTA体积V1和V2的差值计算出镁的含量。2、干扰及消除水中若含有Fe3+、A13+,可加三乙醇胺掩蔽；若有Cu2+、Pb2+、Zn2+等,可用Na2S或KCN掩蔽。3、水样取液量以水样的总溶固含量（mg/L）为参考，适当移取水样稀释后进行滴定，同时为了提高工作效率每个样品消耗EDTA应在10ml左右。4、试剂a)钙离子指示剂：称取0.2g钙红与100gNaCL，充分混合，研磨后通过40-50目筛，盛放在棕色瓶中，塞紧。b)铬黑T指示剂：称取0.5g铬黑T与100gNaCL，充分混合，研磨后通过40-50目筛，盛放在棕色瓶中，塞紧。c)乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准滴定溶液（c=0.02mol/L）：称取8.0gEDTA,加热溶于足够量的水中，冷却，稀释至1000ml，储存于聚乙烯容器中。标定方法：精密量取10.00ml（0.0500mol/L）Zn标准溶液，加蒸馏水30ml，加NH3·H20-NH4Cl缓冲溶液（pH=10）10ml，加0.1g铬黑T指示剂。用待标定的EDTA溶液滴定至由紫色变为纯蓝色，记录EDTA用量。按下式计算其准确浓度：C=10.00*0.05/v式中：C----EDTA标准溶液浓度（mol/L）；V----EDTA标准溶液用量（ml）。d)三乙醇胺（1+2）：量取40ml三乙醇胺，用水稀释至120ml,摇匀既得。e)10%氢氧化钠溶液：称取10g氢氧化钠，用适量的水溶解，放冷至室温，用水稀释至100ml，摇匀既得。f)NH3·H20-NH4Cl缓冲溶液（PH=10）：称取NH4Cl54g，加适量水溶解，再加NH3·H20350ml，用水稀释至1000ml，即得。5、仪器a)酸式滴定管：50ml。b)锥形瓶：300ml6、步骤1)水的总硬度测定：用移液管移取水样50.00ml,置于300ml锥形瓶中,加入5ml三乙醇胺(无Fe3+、A13+时可不加),摇匀。加10mlPH=10的NH3·H20-NH4Cl缓冲溶液,加铬黑T指示剂约0.1g,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色,记下EDTA用量V1。平行测定3次。计算水的总硬度。VsCaMEDTAVEDTAC1000CO31总硬度2)钙和镁含量的测定：用移液管移取水样50.00ml,置于锥形瓶,加5ml三乙醇胺(无Fe3+、A13+时可不加),摇匀。再加10ml10%NaOH,摇匀后加钙指示剂少许(约0.1g),用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为纯蓝色,记录EDTA用量V2。平行测定3次。计算水中钙和镁的质量浓度。VsCaMVEDTAcCa2*1000VsMgMVVEDTAcMg21*1000VS----取水样的体积7、存在的问题和注意事项本实验终点不够敏锐，特别是滴定钙。近终点时应慢滴，每滴1滴后都要充分摇匀，直至纯蓝色为止。用EDTA测定水的总硬度及钙镁含量时，要控制好PH。三、水中碱度（碳酸根、碳酸氢根、氢氧根）的测定方法1、方法原理水样用标准酸溶液滴定至规定的pH值，其终点可由加入的酸碱指示剂在该PH值时颜色的变化来判断：当滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时溶液PH值即为8.3指示水中氢氧根离子(OH－)已被中和，碳酸盐(CO32－)均被转为重碳酸盐(HCO3－)反应如下：OH－＋H+=H2O；CO32-＋H+=HCO3－当滴定至甲基橙指示剂由桔黄色变成桔红色时溶液的pH值为4.4~4.5指示水中的重碳酸盐(包括原有的和由碳酸盐转化成的)已被中和反应如下：HCO3－＋H＋=H2O+CO2↑根据上述两个终点到达时所消耗的盐酸标准滴定溶液的量可以计算出水中碳酸盐重碳酸盐及总碱度。注：上述计算方法不适用于污水及复杂体系中碳酸盐和重碳酸盐的计算2、干扰及消除水样浑浊有色均干扰测定，遇此情况可用电位滴定法测定；能使指示剂褪色的氧化还原性物质也干扰测定，例如水样中余氯可破坏指示剂(含余氯时可加入1～2滴0.1mol/L硫代硫酸钠溶液消除)。3、方法的适用范围本标准适用于不含有上述干扰的物质的水样。4、试剂a)无二氧化碳水：用于制备标准溶液及稀释用的蒸馏水或去离子水，临用前煮沸15min加盖冷却至室温，既得。b)酚酞指示液：称取0.5g酚酞溶于50ml95%乙醇中,用蒸馏水稀释至100ml。c)甲基橙指示剂：称取0.05g甲基橙溶于100ml蒸馏水中，摇匀既得。d)碳酸钠标准溶液(1/2Na2CO3＝0.0250mol/L)称取1.3249g(于250℃烘干4h)的基准试剂无水碳酸钠(Na2CO3)溶于少量无二氧化碳水中，移入1000ml容量瓶中用水稀释至标线，摇匀。贮于聚乙烯瓶中保存时间不要超过一周。e)盐酸标准溶液(0.0250mol/L)用分度吸管吸取2.1mL浓盐酸(=1.19g/mL)并用蒸馏水稀释至1000mL此溶液浓度0.025mol/L。其准确浓度按下法标定。标定方法：用无分度吸管吸取25.00ml碳酸钠标准溶液于250ml锥形瓶中加无二氧化碳水稀释至约100ml，加入3滴甲基橙指示液，用盐酸标准溶液滴定至由桔黄色刚变成桔红色，记录盐酸标准溶液用量按下式计算其准确浓度c=25.00*0.0250/V式中c--盐酸标准溶液浓度(mol/L)V--盐酸标准溶液用量(ml)5、仪器a)酸式滴定管：50ml；b)锥形瓶：300ml6、步骤1)P-碱度的测定：准确吸取50ml水样置于300ml锥形瓶中加入4滴酚酞指示液，摇匀。当溶液呈红色时，用盐酸标准溶液滴定至刚刚褪至无色，记录盐酸标准溶液用量。若加酚酞指示剂后溶液无色，则不需用盐酸标准溶液滴定并接着进行下项操作。2)M-碱度的测定：向上述锥形瓶中加入3滴甲基橙指示液，摇匀。继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由桔黄色刚刚变为桔红色为止。记录盐酸标准溶液用量。7、结果计算对于多数天然水样碱性化合物在水中所产生的碱度有五种情形，为说明方便我们令以酚酞作指示剂时滴定至颜色变化所消耗盐酸标准溶液的量为Pml，以甲基橙作指示剂时盐酸标准溶液用量为Mml，则盐酸标准溶液总消耗量为T=M+P。P-碱度（以CaCO3计，mg/L）＝P×c(HCL)×50.05×1000/V水样；M-碱度（以CaCO3计，mg/L）＝M×c(HCL)×50.05×1000/V水样；总碱度（以CaCO3计，mg/L）＝P-碱度＋M-碱度。1)M=0时：P代表全部氢氧化物及碳酸盐的一半，由于M=0表示不含有碳酸盐亦不含重碳酸盐，因此P=T=氢氧化物。碳酸根（CO32-，mg/L）＝0；碳酸氢根（HCO3-，mg/L）＝0；氢氧根（OH-，mg/L）＝M×c(HCL)×17.007×1000/V水样。2)PM时：此时MO,说明有碳酸盐存在且碳酸盐=2M=2(T-P).而且由于PM说明尚有氢氧化物存在,氢氧化物=T-2(T-P)=2P-T=P-M。碳酸根（CO32-，mg/L）＝2×M×c(HCL)×30.05×1000/V水样；碳酸氢根（HCO3-，mg/L）＝0；氢氧根（OH-，mg/L）＝（P-M）×c(HCL)×17.007×1000/V水样。3)P=M时：M代表碳酸盐的一半,说明水中仅有碳酸盐,碳酸盐=2P=2M=T。碳酸根（CO32-，mg/L）＝2×P×c(HCL)×30.05×1000/V水样；碳酸氢根（HCO3-，mg/L）＝0；氢氧根（OH-，mg/L）＝0。4)P＜M时：此时M除代表由碳酸盐生成的重碳酸盐外,尚有水中原有的重碳酸盐,碳酸盐=2P,重碳酸盐=T-2P=M-P。碳酸根（CO32-，mg/L）＝2×P×c(HCL)×30.05×1000/V水样；碳酸氢根（HCO3-，mg/L）＝（M-P）×c(HCL)×61.017×1000/V水样；氢氧根（OH-，mg/L）＝0。5)P=0时：此时水中只有重碳酸盐存在.重碳酸盐=T=M。碳酸根（CO32-，mg/L）＝0；碳酸氢根（HCO3-，mg/L）＝M×c(HCL)×60.017×1000/V水样；氢氧根（OH-，mg/L）＝0。