EDTA测定水的硬度
摘要：本文介绍了通过EDTA测定水的硬度的方法。首先选用碳酸钙作为基准物，制成钙标准溶液，选用钙指示剂，以配置好的EDTA标定至溶液由酒红色变为纯蓝色，通过计算得到其准确浓度为0.01044mol⋅L-1 ，本文分别介绍了测定水的总硬与钙硬的方法，镁硬由总硬减去钙硬即可得到。首先以铬黒T为指示剂，控制溶液的酸度为PH=10，以EDTA滴定水样，实验测得该试样总硬度为11.43。然后选用钙指示剂，以EDTA滴定水样，测得该试样钙硬为9.001，由此，得到镁硬为2.43
关键字：水样 硬度 EDTA 钙硬 镁硬
前言：
乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g/L(约0.0007mol/L),在分析中通常使用其二钠盐配置标准溶液。乙二胺四乙酸的溶解度为120g·L，可配成 0.3 mol/L以上的溶液，其水溶液的pH≈4.8 ，通常采用间接法配制标准溶液。
标定EDTA溶液常用的基准物有：Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、Ni等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样，滴定条件较一致，可减小误差。本实验EDTA用于测定水样中的钙含量，则宜用CaCO3为基准物。
一般含有钙、镁盐类的水叫硬水，硬度有暂时硬度和永久硬度之分。暂时硬度指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬度。永久硬度指水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐，在加热时亦不沉淀。
暂硬和永硬的总和称为“总硬”，由镁离子形成的硬度称为“镁硬”，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。
本文采用我国目前最常用的硬度表示方法：以度（°）计，1硬度单位表示十万份水中含一份CaO，
-1
-1
硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
1.实验部分
1.1 仪器及试剂
仪器：50ml酸式滴定管一支、容量瓶（250ml）一只、分析天平、锥形瓶、移液管（25ml）一支、玻塞细口瓶、量筒一支
试剂：乙二胺四乙酸二钠（固体，AR）、CaCO3（固体，AR或GR）、1+1 NH3·H2O、1+1 HCl、
-1
钙指示剂、镁溶液、100g·LNaOH 溶液、NH3-NH4Cl 缓冲溶液、铬黒T指示剂
1.2 实验方法
1.2.1 0.01mol/L EDTA溶液的配制
1）计算求得配置500ml 0.01mol/L EDTA溶液所需乙二胺四乙酸二钠的质量，本实验约取2.0g；
2）将量取的乙二胺四乙酸二钠溶解于温水中，倒入玻塞细口瓶中，加入500ml水，充分摇匀，备用。
1.2.2 EDTA溶液的标定
0.01 mol/L标准钙溶液的配制：
1）准确称取已烘干的碳酸钙于小烧杯中（约0.25 g），盖以表面皿，加水润湿从杯嘴边逐滴加入数毫升1+1 HCl至完全溶解，用水把可能溅到表面皿上的溶液淋洗入杯中，加热近沸； 2）待溶液冷却后移入250mL容量瓶内，定容； 标定：
-1
3）移取25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25mL水、2mL镁溶液、5mL100g·LNaOH 溶液及约10mg 钙指示剂，摇匀。
4）用正规操作，用EDTA溶液滴定，直至溶液由红色转变为蓝色，且30s内不褪色。记下EDTA溶液耗用量；
5）平行滴定6次，计算EDTA浓度。 1.2.3 样水中硬度的测定 总硬的测定：
1） 取澄清的水样100mL，倒入锥形瓶，加入5mL NH3-NH4Cl 缓冲溶液、0.01g铬黒T固体指
示剂；
2） 用正规操作，以EDTA标准溶液滴定，直至溶液由酒红转变为纯蓝，记下EDTA溶液耗用
量；
3） 平行滴定至少6次，计算总硬度。 钙硬的测定：
-1
4） 取澄清的水样100mL，倒入锥形瓶，加入4mL 100g·LNaOH 溶液、0.01g钙指示剂； 5） 用正规操作，以EDTA标准溶液滴定，直至溶液由淡红转变为纯蓝，记下EDTA溶液耗用
量；
6） 平行滴定至少6次，计算钙硬度。
2.结果与讨论
2.1 EDTA溶液的标定
表一：EDTA滴定结果表
m(碳酸钙）
/g n(碳酸钙） /mol 初读数/mL 终读数/mL V（EDTA）/mL c(EDTA) /mol·L-1
1 2 3 4 5 6
0.2507
0.03
0.08
0.000250.05
05 0.00
0.08 0.10 24.00 24.10 24.00 24.00 24.10 24.10 23.97 24.02 23.95 24.00 24.02 24.00 0.01045 0.01043 0.01046 0.01044 0.01043 0.01044
2.2.1 EDTA浓度平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
6
，
=0.01044mol⋅L-1
s=
2.1.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.00001
表二：EDTA浓度偏差表
平行测定 c(EDTA) 偏差 1 2 3 4 5 6
0.01856 0.01860 0.01858 0.01860 0.01860 0.01862 -0.00003 0.00001 0.00000 0.00000 0.00003
sr=
s
=0.1% 2.1.3 置信区间的计算
通过6组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
由，
t0.05=,62.45
μ=±tα,f
得，
μ=(0.01044±0.00001)mol⋅L-1
即测得的EDTA浓度为μ=(0.01044±0.00001)mol⋅L。
-1
2.2 水样的硬度测定
2.2.1 总硬的测定 根据水的硬度计算公式,
硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
计算六组水的总硬，
表三：水样总硬度表
1 2 3 4 5
V(水样） 初读数/mL 0.02 0.01 0.00 0.04 0.09
100mL
终读数/mL 19.50 19.55 19.56 19.53 19.60 V（EDTA）水样总硬 /mL /度（°） 19.48 11.40 19.54 11.44 19.56 11.45 19.49 11.41 19.51 11.42
2.2.1.1 水样总硬平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
5
=
11.43
s=
2.2.1.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.02
表四：总硬度偏差表
平行测定
c(EDTA) 偏差 1 11.40 -0.02 2 11.44 0.01 3 11.45 0.03 4 11.41 -0.02 5 11.42 0.00
sr=
s
=0.2% 2.2.1.3 置信区间的计算
通过5组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
t0.05=,52.57
由，
μ=±tα,f
得，
μ=(11.43±0.02)
即测得的水样总硬度为μ=(11.43±0.02)。
2.2.2 钙硬的测定 根据水的硬度计算公式,
硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
计算六组水的钙硬，
表五：水样钙硬度表
1 2 3 4 5
V(水样） 初读数/mL 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02
5
100mL
终读数V（EDTA）水样总硬 /mL /mL /度（°） 15.40 15.39 9.010 15.40 15.38 9.004 15.41 15.38 9.004 15.40 15.39 9.010 15.35 15.33 8.975
2.2.2.1 水样总硬平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
=
9.001
s=
2.2.2.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.015
表六：钙硬偏差表
平行测定 1 2 3 4 5
c(EDTA) 偏差 11.40 -0.02 11.44 0.01 11.45 0.03 11.41 -0.02 11.42 0.00
sr=
s
=0.16% 2.2.2.3 置信区间的计算
通过5组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
由，
t0.05=,52.57
μ=±tα,f
得，
μ=(9.001±0.017)
即测得的水样钙硬为μ=(9.001±0.017)。 2.2.3 镁硬的计算
镁硬=总硬-钙硬
镁硬=2.43
2.3 实验方法的总结与改进
2.3.1 水样中干扰物质的消除
在测定水的总硬实验中，发现某些滴定达到终点时，蓝色会消失，溶液再次变为紫红色，即终点回头。查阅相关资料，发现此现象是由钙、镁盐类的悬浮性颗粒所致，。存在这 种情况,可将水样用盐酸酸化、煮沸,便可除去碱度。冷却后用氢氧化钠溶液中和,再加入缓
[1]
冲溶液和指示剂滴定,终点会更加敏锐。 2.3.2 反应时间的影响
在测定水的总硬实验中，有些组为了方便，一次性将缓冲溶液、铬黒T指示剂加入水样中，再逐个滴定，但结果误差颇大。通过查阅资料知,铬黑T易被氧化,在空气中放置后，会使终点不清晰。因此，加入指示剂后反应应尽快进行。但滴定速度也不应过快，以免造成操
[1]
作失误。
参考文献
[1] 詹萍 EDTA滴定法测定水中总硬度的几点体会[期刊论文]-中国实用医药2011,06(22) [2] 四川大学化工学院，浙江大学化学系 《分析化学实验》 高等教育出版社
EDTA测定水的硬度
摘要：本文介绍了通过EDTA测定水的硬度的方法。首先选用碳酸钙作为基准物，制成钙标准溶液，选用钙指示剂，以配置好的EDTA标定至溶液由酒红色变为纯蓝色，通过计算得到其准确浓度为0.01044mol⋅L-1 ，本文分别介绍了测定水的总硬与钙硬的方法，镁硬由总硬减去钙硬即可得到。首先以铬黒T为指示剂，控制溶液的酸度为PH=10，以EDTA滴定水样，实验测得该试样总硬度为11.43。然后选用钙指示剂，以EDTA滴定水样，测得该试样钙硬为9.001，由此，得到镁硬为2.43
关键字：水样 硬度 EDTA 钙硬 镁硬
前言：
乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g/L(约0.0007mol/L),在分析中通常使用其二钠盐配置标准溶液。乙二胺四乙酸的溶解度为120g·L，可配成 0.3 mol/L以上的溶液，其水溶液的pH≈4.8 ，通常采用间接法配制标准溶液。
标定EDTA溶液常用的基准物有：Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、Ni等。通常选用其中与被测组分相同的物质作基准物，这样，滴定条件较一致，可减小误差。本实验EDTA用于测定水样中的钙含量，则宜用CaCO3为基准物。
一般含有钙、镁盐类的水叫硬水，硬度有暂时硬度和永久硬度之分。暂时硬度指水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，遇热即成碳酸盐沉淀而失去其硬度。永久硬度指水中含有钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐，在加热时亦不沉淀。
暂硬和永硬的总和称为“总硬”，由镁离子形成的硬度称为“镁硬”，由钙离子形成的硬度称为“钙硬”。
本文采用我国目前最常用的硬度表示方法：以度（°）计，1硬度单位表示十万份水中含一份CaO，
-1
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硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
1.实验部分
1.1 仪器及试剂
仪器：50ml酸式滴定管一支、容量瓶（250ml）一只、分析天平、锥形瓶、移液管（25ml）一支、玻塞细口瓶、量筒一支
试剂：乙二胺四乙酸二钠（固体，AR）、CaCO3（固体，AR或GR）、1+1 NH3·H2O、1+1 HCl、
-1
钙指示剂、镁溶液、100g·LNaOH 溶液、NH3-NH4Cl 缓冲溶液、铬黒T指示剂
1.2 实验方法
1.2.1 0.01mol/L EDTA溶液的配制
1）计算求得配置500ml 0.01mol/L EDTA溶液所需乙二胺四乙酸二钠的质量，本实验约取2.0g；
2）将量取的乙二胺四乙酸二钠溶解于温水中，倒入玻塞细口瓶中，加入500ml水，充分摇匀，备用。
1.2.2 EDTA溶液的标定
0.01 mol/L标准钙溶液的配制：
1）准确称取已烘干的碳酸钙于小烧杯中（约0.25 g），盖以表面皿，加水润湿从杯嘴边逐滴加入数毫升1+1 HCl至完全溶解，用水把可能溅到表面皿上的溶液淋洗入杯中，加热近沸； 2）待溶液冷却后移入250mL容量瓶内，定容； 标定：
-1
3）移取25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25mL水、2mL镁溶液、5mL100g·LNaOH 溶液及约10mg 钙指示剂，摇匀。
4）用正规操作，用EDTA溶液滴定，直至溶液由红色转变为蓝色，且30s内不褪色。记下EDTA溶液耗用量；
5）平行滴定6次，计算EDTA浓度。 1.2.3 样水中硬度的测定 总硬的测定：
1） 取澄清的水样100mL，倒入锥形瓶，加入5mL NH3-NH4Cl 缓冲溶液、0.01g铬黒T固体指
示剂；
2） 用正规操作，以EDTA标准溶液滴定，直至溶液由酒红转变为纯蓝，记下EDTA溶液耗用
量；
3） 平行滴定至少6次，计算总硬度。 钙硬的测定：
-1
4） 取澄清的水样100mL，倒入锥形瓶，加入4mL 100g·LNaOH 溶液、0.01g钙指示剂； 5） 用正规操作，以EDTA标准溶液滴定，直至溶液由淡红转变为纯蓝，记下EDTA溶液耗用
量；
6） 平行滴定至少6次，计算钙硬度。
2.结果与讨论
2.1 EDTA溶液的标定
表一：EDTA滴定结果表
m(碳酸钙）
/g n(碳酸钙） /mol 初读数/mL 终读数/mL V（EDTA）/mL c(EDTA) /mol·L-1
1 2 3 4 5 6
0.2507
0.03
0.08
0.000250.05
05 0.00
0.08 0.10 24.00 24.10 24.00 24.00 24.10 24.10 23.97 24.02 23.95 24.00 24.02 24.00 0.01045 0.01043 0.01046 0.01044 0.01043 0.01044
2.2.1 EDTA浓度平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
6
，
=0.01044mol⋅L-1
s=
2.1.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.00001
表二：EDTA浓度偏差表
平行测定 c(EDTA) 偏差 1 2 3 4 5 6
0.01856 0.01860 0.01858 0.01860 0.01860 0.01862 -0.00003 0.00001 0.00000 0.00000 0.00003
sr=
s
=0.1% 2.1.3 置信区间的计算
通过6组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
由，
t0.05=,62.45
μ=±tα,f
得，
μ=(0.01044±0.00001)mol⋅L-1
即测得的EDTA浓度为μ=(0.01044±0.00001)mol⋅L。
-1
2.2 水样的硬度测定
2.2.1 总硬的测定 根据水的硬度计算公式,
硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
计算六组水的总硬，
表三：水样总硬度表
1 2 3 4 5
V(水样） 初读数/mL 0.02 0.01 0.00 0.04 0.09
100mL
终读数/mL 19.50 19.55 19.56 19.53 19.60 V（EDTA）水样总硬 /mL /度（°） 19.48 11.40 19.54 11.44 19.56 11.45 19.49 11.41 19.51 11.42
2.2.1.1 水样总硬平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
5
=
11.43
s=
2.2.1.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.02
表四：总硬度偏差表
平行测定
c(EDTA) 偏差 1 11.40 -0.02 2 11.44 0.01 3 11.45 0.03 4 11.41 -0.02 5 11.42 0.00
sr=
s
=0.2% 2.2.1.3 置信区间的计算
通过5组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
t0.05=,52.57
由，
μ=±tα,f
得，
μ=(11.43±0.02)
即测得的水样总硬度为μ=(11.43±0.02)。
2.2.2 钙硬的测定 根据水的硬度计算公式,
硬度（︒）=
cEDTA⨯VEDTA⨯
V水
MCaO
⨯105
计算六组水的钙硬，
表五：水样钙硬度表
1 2 3 4 5
V(水样） 初读数/mL 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02
5
100mL
终读数V（EDTA）水样总硬 /mL /mL /度（°） 15.40 15.39 9.010 15.40 15.38 9.004 15.41 15.38 9.004 15.40 15.39 9.010 15.35 15.33 8.975
2.2.2.1 水样总硬平均值及方差s的计算
=∑xi
i=1
=
9.001
s=
2.2.2.2 相对标准偏差的计算 计算每组实验的偏差如下：
s=0.015
表六：钙硬偏差表
平行测定 1 2 3 4 5
c(EDTA) 偏差 11.40 -0.02 11.44 0.01 11.45 0.03 11.41 -0.02 11.42 0.00
sr=
s
=0.16% 2.2.2.3 置信区间的计算
通过5组数据，可计算平均值的置信区间。 在置信度为95%时，查表得，
由，
t0.05=,52.57
μ=±tα,f
得，
μ=(9.001±0.017)
即测得的水样钙硬为μ=(9.001±0.017)。 2.2.3 镁硬的计算
镁硬=总硬-钙硬
镁硬=2.43
2.3 实验方法的总结与改进
2.3.1 水样中干扰物质的消除
在测定水的总硬实验中，发现某些滴定达到终点时，蓝色会消失，溶液再次变为紫红色，即终点回头。查阅相关资料，发现此现象是由钙、镁盐类的悬浮性颗粒所致，。存在这 种情况,可将水样用盐酸酸化、煮沸,便可除去碱度。冷却后用氢氧化钠溶液中和,再加入缓
[1]
冲溶液和指示剂滴定,终点会更加敏锐。 2.3.2 反应时间的影响
在测定水的总硬实验中，有些组为了方便，一次性将缓冲溶液、铬黒T指示剂加入水样中，再逐个滴定，但结果误差颇大。通过查阅资料知,铬黑T易被氧化,在空气中放置后，会使终点不清晰。因此，加入指示剂后反应应尽快进行。但滴定速度也不应过快，以免造成操
[1]
作失误。
参考文献
[1] 詹萍 EDTA滴定法测定水中总硬度的几点体会[期刊论文]-中国实用医药2011,06(22) [2] 四川大学化工学院，浙江大学化学系 《分析化学实验》 高等教育出版社