水体硬度的测定 

硬度是指钙、镁在水中的总浓度。硬度过高的水（硬水）易在锅炉、管道内形成有害的水垢，不仅影响传热效果，还可能引起爆炸。人饮用硬水也易引起肠胃不适。

硬度单位很多，我国习惯上使用德国硬度（简称度）。1度相当于10毫克氧化钙在1升水中引起的硬度。

本实验在pH值等于10的条件下，用EDTA溶液滴定Ca²⁺、 Mg²⁺。滴定前，作为指示剂的铬黑T与Ca²⁺、Mg²⁺形成紫色或紫红色的溶液。滴定过程中，Ca²⁺、Mg²⁺首先与EDTA反应，到达终点时，由于Ca²⁺、Mg²⁺与铬黑T形成的络离子遭破坏，溶液由紫色或紫红色变为亮蓝色。

工具与材料

酸式滴定管，锥形瓶，容量瓶，移液管，棕色瓶，分析天平。

碳酸钙，浓氨水，氯化铵，氯化钠，盐酸，合EDTA二钠，乙醇，50％三乙醇胺，铬黑T。

活动过程

1．缓冲溶液的配制。

称取20克氯化铵，溶于少量水中，加入100毫升浓氨水，移入1000毫升容量瓶中后，用水稀释至标线。

2．铬黑T指示剂干粉的配制。

称取0.5克铬黑T和100克氯化钠，充分混匀后，研细，盛放于棕色瓶中。

3．钙标准溶液的配制。

将碳酸钙在150摄氏度烘箱内干燥2小时，取出后在干燥器冷却。准确称取1.001克，置于500毫升锥形瓶中，加少量水润湿后，逐滴加入盐酸至碳酸钙完全溶解，将此溶液移入容量瓶中，加蒸馏水定容至1000毫升。此溶液中c（CaCO₃）为0.01000摩／升。

4．EDTA标准溶液的标定。

准确称取3.7克（精确至0.1毫克）二水合EDTA二钠，溶于少量水中，然后移入1000毫升容量瓶内，稀释至标线。

用移液管准确吸取钙标准溶液10.00毫升于25毫升锥形瓶中，加缓冲溶液5毫升，再加入50毫克铬黑T指示剂干粉，用EDTA溶液滴定到刚出现蓝色为止，记录消耗的EDTA溶液体积，根据下列公式计算EDTA的标准浓度。

c₁：EDTA标准溶液的浓度（摩／升）

c₂：钙标准溶液的浓度（摩／升）

V₂：钙标准溶液的体积（毫升）

V₁：消耗的EDTA溶液的体积（毫升）

5．水样硬度的测定。

移取100.00毫升水样于锥形瓶中，加入缓冲溶液5毫升，再加50％的三乙醇胺5毫升，铬黑T指示剂100毫克，用EDTA标准溶液滴定，当溶液由紫色或紫红色变为亮蓝色时，即为终点，记录EDTA用量。

根据下列公式，计算水样中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度和水的硬度。

c₄：水体中Ca²⁺、Mg²⁺总浓度（摩／升）

c₁：EDTA标准溶液的浓度（摩／升）

V₃：消耗的EDTA的体积（毫升）

V₄：水样的体积（毫升）

56：氧化钙的摩尔质量（克／摩）

说明与延伸

1．由于整个实验过程时间较长，钙标准溶液的配制和EDTA标准溶液的标定可由实验室老师完成，学生仅做水样的滴定即可。

2．滴定时，加入缓冲溶液后，应马上进行滴定，并在5分钟之内完成，以免Ca²⁺、Mg²⁺在碱性溶液中形成沉淀。

3．滴定应在白天或日光灯下进行，有色灯下操作会影响终点的观察。

4．酸式滴定管的正确操作见图3－1－23－1。

5．本实验要多次将溶液转入容量瓶中，实验前要学会正确的操作方法（图3－1－23－2）。