水中钙镁离子含量的测定

实验目的 ：测量水中钙、镁离子的总含量

1.了解配位滴定法基本原理和方法。

2.了解水的硬度的概念及其表示方法。

实验原理

含有钙、镁离子的水叫硬水。测定水的总硬度就是测定水中钙、镁离子的总含量，可用EDTA配位滴定法测定：

滴定前： M + EBT M-EBT

(红色)

主反应： M + Y MY

终点时： M-EBT + Y MY + EBT

(红色) （蓝色）

滴定至溶液由红色变为蓝色时，即为终点。

滴定时，Fe3+、Al3+等干扰离子可用三乙醇胺予以掩蔽；Cu2+、Pb2+、Zn2+等重属离子，可用KCN、Na2S或巯基乙酸予以掩蔽。

水的硬度有多种表示方法，本实验要求以每升水中所含Ca2+、Mg2+总量（折算成CaO的质量）表示，单位mg・L-1。

器材和药品

1.器材 天平（0.1g、0.1mg），容量瓶（100mL），移液管（20mL），酸式滴定管（50mL），锥形瓶（250mL）等。

2.药品 HC1（1∶1），乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y・2H2O，A.R.），碱式碳酸镁[Mg（OH）2・4MgCO3・6H2O，基准试剂]，NH3-NH4Cl缓冲溶液（pH=10.0），三乙醇胺（1∶1），铬黑T指示剂（0.2%氨性乙醇溶液）等。

实验方法

一、Mg2+标准溶液的配制（约0.02mol・L-1）

准确称取碱式碳酸镁基准试剂0.2~0.25g，置于100mL烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加1∶1 HC1使其溶解（约需3~4mL）。加少量水将它稀释，定量地转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

其浓度计算：

二、EDTA标准溶液的配制与标定

1.EDTA标准溶液的配制（约0.02mol・L-1）

称取2.0g乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y・2H2O）溶于250mL蒸馏水中，转入聚乙烯塑料瓶中保存。

2.EDTA标准溶液浓度的标定

化验室EDTA滴定法测定水质钙镁离子操作规程

一、引用标准

GB/T15452-2009工业循环冷却水中钙、镁离子的测定EDTA滴定法

二、方法提要

钙离子测定是在pH为12～13时，以钙—羧酸为指示剂，用EDTA标准滴定溶液测定水样中的钙离子含量。滴定时EDTA与溶液中游离的钙离子仅应形成络合物，溶液颜色变化由紫红色变为亮蓝色时即为终点。

镁离子测定是在pH为10时，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准滴定溶液测定钙、镁离子含量，溶液颜色由紫红色变为纯蓝色即为终点，由钙镁含量减去钙离子含量即为镁离子含量。

三、试剂和材料

1、硫酸溶液：1+1。

2、过硫酸钾溶液：40g/L，存储于棕色瓶中（有效期1个月）。

3、三乙醇胺溶液：1+2。

4、氢氧化钾溶液：200g/L。

5、氨-氯化铵缓冲溶液（甲）：pH=10；54gNH4Cl与350mL浓氨水，加少量水溶解，待温度在室温时，定容至1L棕色容量瓶中，上下颠倒混合均匀。 6、乙二胺四乙酸二钠标准溶液：c(EDTA)约0.01moL/L。

7、钙—羟酸指示剂：0.2g钙–羧酸指示剂[2-羟基-1-（2-羟基-4-磺基-1-萘偶氮）-3-萘甲酸]与100g氯化钾混合研磨均匀，存储于磨口瓶中。

8、铬黑T指示剂液：溶解0.50g铬黑T﹝1-(1-羟基-2-萘偶氨-6-硝基-萘酚-4-磺酸钠)﹞于85mL三乙醇胺中，再加入15mL乙醇。

四、分析步骤

1、钙离子的测定

用移液管移取50mL过滤后的水样于250mL锥形瓶中，加入1mL硫酸溶液和5mL过硫酸钾溶液，加热煮沸至近干，取下冷却至室温向其中加入50mL水、3mL三乙醇胺溶液、7mL氢氧化钾溶液和约0.2g钙—羧酸指示剂，用EDTA标准滴定液滴定，近终点时速度要缓慢，当溶液颜色由紫红色变为亮蓝色时即为终点。

2、镁离子的测定

用移液管移取50mL过滤后的水样于250mL锥形瓶中，加入1mL硫酸溶液和5mL过硫酸钾溶液，加热煮沸至近干，取下冷却至室温加50mL水、3mL三乙醇胺溶液。用氢氧化钾溶液调节pH近中性，再加5mL氨—氯化胺缓冲溶液和3滴铬黑T指示液，用EDTA标准滴定液滴定，近终点时速度要缓慢，当溶液颜色由紫红色变为纯蓝色时即为终点。 注：（1）原水（未经过任何人工净化处理的水）中的钙、镁离子含量测定时不用加硫酸及过硫酸钾加热。

水质 钙和镁总量的测定

EDTA滴定法

本标准等效采用ISO 6059-1984 《水质 钙与镁总量的测定 EDTA滴定法》。

1 适用范围

本标准规定用EDTA滴定法测定地下水和地面水中钙和镁的重量。本方法不适用于含盐量高的水，诺如海水。本方法测定的最低浓度为0.05m mol/L。

2 原理

在pH10的条件下，用EDTA溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑T作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。

3 试剂

分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。

3.1 缓冲溶液（pH10）

3.1.1 称取1.25gEDTA二钠镁（C10H12N2O8Na2Mg）和16.9g氯化钠（NH4Cl）溶于143ml浓的氨水（NH3·H2O）中，用于水稀释至250ml。因各地试剂质量有出入，配好的溶液应按3.1.2方法进行检查和调整。

3.1.2 如无EDTA二钠镁，可先将16.9g氯化铵溶于143ml氨水。另取0.78g硫酸镁（MgSO4·7H2O）和1.179gEDTA二钠二水合物（C10H14N2O8Na2·2H2O）溶于50ml水，加入2ml配好的氯化铵、氨水溶液和0.2g左右铬黑T指示剂干粉（3.4）。此时溶液应显示紫红色，如出现天然色，应再加入极少量硫酸镁使变为紫红色。逐滴加入EDTA二钠溶液（3.2）直至溶液由紫红转变为天蓝色为止（切勿过量）。将两溶液合并，加蒸馏水定容至250ml。如果合并后，溶液又转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。

3.2 EDTA二钠标准溶液：≈10m mol/L。

3.2.1 制备

将一份EDTA二钠二水合物在80℃干燥2h，放入干燥器中冷至室温，称取3.725g溶于水，在容量瓶中定容至1000ml，盛放在聚乙烯瓶中门定期校对其浓度。

3.2.2 标定

水质 钙和镁总量的测定

EDTA滴定法

本标准等效采用ISO 6059-1984 《水质 钙与镁总量的测定 EDTA滴定法》。

1 适用范围

本标准规定用EDTA滴定法测定地下水和地面水中钙和镁的重量。本方法不适用于含盐量高的水，诺如海水。本方法测定的最低浓度为0.05m mol/L。

2 原理

在pH10的条件下，用EDTA溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑T作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。

3 试剂

分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。

3.1 缓冲溶液（pH10）

3.1.1 称取1.25gEDTA二钠镁（C10H12N2O8Na2Mg）和16.9g氯化钠（NH4Cl）溶于143ml浓的氨水（NH3·H2O）中，用于水稀释至250ml。因各地试剂质量有出入，配好的溶液应按3.1.2方法进行检查和调整。

3.1.2 如无EDTA二钠镁，可先将16.9g氯化铵溶于143ml氨水。另取0.78g硫酸镁（MgSO4·7H2O）和1.179gEDTA二钠二水合物（C10H14N2O8Na2·2H2O）溶于50ml水，加入2ml配好的氯化铵、氨水溶液和0.2g左右铬黑T指示剂干粉（3.4）。此时溶液应显示紫红色，如出现天然色，应再加入极少量硫酸镁使变为紫红色。逐滴加入EDTA二钠溶液（3.2）直至溶液由紫红转变为天蓝色为止（切勿过量）。将两溶液合并，加蒸馏水定容至250ml。如果合并后，溶液又转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。

3.2 EDTA二钠标准溶液：≈10m mol/L。

3.2.1 制备

将一份EDTA二钠二水合物在80℃干燥2h，放入干燥器中冷至室温，称取3.725g溶于水，在容量瓶中定容至1000ml，盛放在聚乙烯瓶中门定期校对其浓度。

3.2.2 标定