化学设计试验分别测自来水中钙离子和镁离子的浓度

Question

如题所述

Answer 1

自来水中总硬度的测定

一、目的要求

1.掌握钙指示剂、EBT的使用；

2.掌握EDTA溶液的标定方法；

3.掌握水中钙、镁离子的测定方法

二、实验原理

1.标定

标定的基准物有：金属Zn、ZnO、CaCO3等。

Ca2++HIn2－=CaIn－+H＋

Ca2++H2Y2－=CaY2－+2H+

CaIn－+H2Y2－=CaY2－+HIn2－+2H+

红色 蓝色

2.测定

水的硬度是指水中除碱金属外的全部金属离子的浓度。由于Ca2+、Mg2+含量远比其它金属离子为高，所以通常以水中Ca2+、Mg2+ 总量表示水的硬度。用度表示（1○=10mgCaO）。

用EDTA配位滴定法测定水的硬度是一个准确而快速的方法，它是在pH=10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液直接测定水中的Ca2+ 和Mg2+。

pH=10时，Ca2+ 和Mg2+与EDTA生成无色配合物,铬黑T则与 Ca2+ 、Mg2+生成红色配和物。由于lgKCaIn<lgKMgIn′当溶液中加入铬黑T先与Mg2+ 配位生成MgIn－，溶液成无色，反应如下：

Mg2++HIn2－=MgIn－+H+

用EDTA滴定时由于lgKCaY>lgKMgY′EDTA首先和溶液中Ca2+ 配位，然后再与Mg2+配位，反应如下：

Ca2++H2Y2－=CaY2－+2H+

Mg2++H2Y2－ =MgY2－+2H+

到达化学计量点时，由于 lgKMgY> lgKMgIn′稍过量的EDTA夺取MgIn－ 中的Mg2+,使指示剂释放出来，显示指示剂的纯蓝色，从而指示滴定终点，反应如下：

MgIn－+ H2Y2－= MgY2－+ HIn 2－+ H+

红色 蓝色

在测定水中 Ca2+、Mg2+含量时，因当Mg2+与EDTA定量配合时，Ca2+ 已先与EDTA定量配位完全，因此，可选用对Mg2+较灵敏的指示剂来指示终点。

如果水样中存在 Fe3+、Al3+、Cu2+时，对铬黑T有封闭作用，可加入Na2S使Cu2+成为CuS沉淀，在碱性溶液中加入三乙醇胺掩蔽 Fe3+、Al3+。

Mn2+存在时，在碱性条件下可被空气氧化成Mn4+，它能将铬黑T氧化褪色，可在水样中加入盐酸羟胺防止其氧化。

用NaOH调节水试样pH=12.5使 Mg2+形成Mg（OH）2沉淀，以钙指示剂确定终点，用EDTA标准滴定溶液滴定，终点时溶液由红色变为蓝色。

三、试剂

（1）EDTA；（2）EBT指示剂；（3）钙指示剂；（4）CaCO3；（5）1:1HCl；

（6）1mo1·L-1NaOH；（7）NH3-NH4Cl缓冲溶液

四、实验内容

1．0.01 mo1·L-1 EDTA溶液的配制

称取1.2gEDTA，溶解后稀释到300mL。

2．0.01 mo1·L-1 Ca2+标准溶液的配制

称取110℃干燥过的CaCO3,0.2～0.3g，润湿，表面皿，滴加HCl，5mL,稀释转移250mL容量瓶中。

3．0.01 mo1·L-1 EDTA溶液的标定

移取25.00mL Ca2+标准溶液，加1mo1·L-1NaOH；少许钙指示剂，用EDTA滴定。平行测定三份。

4．水中Ca2+的测定

移取50.00mL水样，加1mo1·L-1NaOH；少许钙指示剂，用EDTA滴定。V1mL，平行测定三份。

5．水Ca2+、Mg2+的测定

移取50.00mL水样，加5mL NH3-NH4Cl缓冲溶液；少许EBT指示剂，用EDTA滴定。V2mL，平行测定三份。

五、数据处理

1． 0.01mo1·L-1 EDTA溶液的标定

2．水中Ca2+的测定

3．水Ca2+、Mg2+的测定

〖注意事项〗

水样中含有 Ca（HCO3）2，当加碱调节pH＞12时，Ca（HCO3）2形成CaCO3沉淀而使结果偏低，而且滴定终点拖长，变色不敏锐。

Ca（HCO3）2+2NaOH= CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

故应加入HCl酸化并煮沸使 Ca（HCO3）2完全分解。

Ca（HCO3）2+2HCl =CaCl2+2H2O+2CO2↑

加入NaOH量不宜过多，否则一部分Ca2+被Mg（OH）2吸附，致使钙硬度结果偏低，加入NaOH量不足时, Mg2+沉淀不完全，钙硬度结果偏高。

Answer 2

以下A、B、C、D、E、F、G、X、Y 是为了说明简单注明的，无其它意义。
取A 升自来水，
先加入Na2CO3溶液,将钙离子和镁离子全部沉淀，
将沉淀过滤，烘干，得固体B，称重得质量C，
将沉淀A与过量稀硫酸反应，得到溶液D，用去稀硫酸Emol，
用NaOH溶液滴定溶液C中过量的硫酸，用去NaOH Fmol,
则固体B中CO3 2-离子共有E-F/2=G mol,
设固体B中CaCO3有Xmol,MgCO3有Ymol,
则固体B中有方程100X+84Y=C , X+Y=G; 因为C、G已知，所以可求出X、Y值。
则钙离子浓度为：X/A mol/L;
则镁离子浓度为：Y/A mol/L;

Answer 3

EDTA的浓度乘以滴定的体积，在乘以系数0.05608.在乘以定容的体积，在除以所吸取的体积，在除以质量，在乘以100.最后就得到它的百分含量！

Answer 4

先测镁离子，用过量的氢氧化钠去沉淀..得到固体烘干以后得到镁离子的量

在用过量的碳酸钠去沉淀钙离子，同样方法得到钙离子的量

最后除以水的量就是浓度了