EDTA标准溶液的配置与标定.ppt

一一.基础知识基础知识配位滴定法配位滴定法：又称络合滴定法又称络合滴定法又称络合滴定法又称络合滴定法以生成配位化合物为基础的滴定分析方法以生成配位化合物为基础的滴定分析方法以生成配位化合物为基础的滴定分析方法以生成配位化合物为基础的滴定分析方法滴定条件：滴定条件：定量、完全、迅速、且有指示终点的方法定量、完全、迅速、且有指示终点的方法定量、完全、迅速、且有指示终点的方法定量、完全、迅速、且有指示终点的方法 配位剂种类：配位剂种类：无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定无机配位剂：形成分级络合物，简单、不稳定有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定有机配位剂：形成低络合比的螯合物，复杂而稳定 常用有机氨羧配位剂常用有机氨羧配位剂常用有机氨羧配位剂常用有机氨羧配位剂 乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸：乙二胺四乙酸：EDTA EDTA的物理性质的物理性质 水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂；水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂；水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂；水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂；易溶于易溶于易溶于易溶于NaOHNaOH或或或或NHNH3 3溶液溶液溶液溶液NaNa2 2HH2 2Y2HY2H2 2OOEDTAEDTA的离解平衡：的离解平衡：的离解平衡：的离解平衡：各型体浓度取决于溶液各型体浓度取决于溶液各型体浓度取决于溶液各型体浓度取决于溶液pHpH值值值值 pH pH 1 1 强酸性溶液强酸性溶液 HH6 6Y Y2+2+6.16 6.16 主要主要HH2 2Y Y2-2-pH pH 碱性溶液碱性溶液 Y Y4-4-H6Y2+H+H5Y+H5Y+H+H4Y H4Y H+H3Y-H3Y-H+H2Y2-H2Y2-H+HY3-HY3-H+Y4-最佳配位型体最佳配位型体水溶液中七种存在型体水溶液中七种存在型体 EDTA配合物特点：配合物特点：1.1.广泛配位性广泛配位性广泛配位性广泛配位性五元环螯合物五元环螯合物五元环螯合物五元环螯合物稳定、完全、迅速稳定、完全、迅速稳定、完全、迅速稳定、完全、迅速2.2.具具具具6 6个配位原子，与金属离子多形成个配位原子，与金属离子多形成个配位原子，与金属离子多形成个配位原子，与金属离子多形成1 1：1 1配合物配合物配合物配合物3.3.与与与与无无无无色色色色金金金金属属属属离离离离子子子子形形形形成成成成的的的的配配配配合合合合物物物物无无无无色色色色，利利利利于于于于指指指指示示示示终终终终点点点点与有色金属离子形成的配合物颜色更深与有色金属离子形成的配合物颜色更深与有色金属离子形成的配合物颜色更深与有色金属离子形成的配合物颜色更深二二二二.实验目的实验目的实验目的实验目的1.1.了解了解了解了解EDTAEDTA标液的配制和标定原理；标液的配制和标定原理；标液的配制和标定原理；标液的配制和标定原理；2.2.掌握常用的标定掌握常用的标定掌握常用的标定掌握常用的标定EDTAEDTA的方法。的方法。的方法。的方法。3.3.了解水的硬度的概念，测定水硬度的意义，以了解水的硬度的概念，测定水硬度的意义，以了解水的硬度的概念，测定水硬度的意义，以了解水的硬度的概念，测定水硬度的意义，以及水的硬度的表示方法及水的硬度的表示方法及水的硬度的表示方法及水的硬度的表示方法 三、实验原理三、实验原理vEDTAEDTA是一种很好的氨羧络合剂，它能和许多是一种很好的氨羧络合剂，它能和许多是一种很好的氨羧络合剂，它能和许多是一种很好的氨羧络合剂，它能和许多种金属离子生成很稳定的络合物，所以广泛用来滴种金属离子生成很稳定的络合物，所以广泛用来滴种金属离子生成很稳定的络合物，所以广泛用来滴种金属离子生成很稳定的络合物，所以广泛用来滴定金属离子。实验用的是它的二钠盐：乙二胺四乙定金属离子。实验用的是它的二钠盐：乙二胺四乙定金属离子。实验用的是它的二钠盐：乙二胺四乙定金属离子。实验用的是它的二钠盐：乙二胺四乙酸二钠（酸二钠（酸二钠（酸二钠（NaNa2 2HH2 2YHYH2 2OO），也简称为），也简称为），也简称为），也简称为EDTAEDTA。v标定标定标定标定EDTAEDTA标准溶液的基准物质：标准溶液的基准物质：标准溶液的基准物质：标准溶液的基准物质：金属金属金属金属ZnZn、CuCu、PbPb、BiBi等等等等金属氧化物金属氧化物金属氧化物金属氧化物ZnOZnO、Bi2O3Bi2O3盐类盐类盐类盐类CaCOCaCO3 3、MgSOMgSO4 47H7H2 2OO等等等等因为标定与滴定条件一致，可减少系统误差。本因为标定与滴定条件一致，可减少系统误差。本因为标定与滴定条件一致，可减少系统误差。本因为标定与滴定条件一致，可减少系统误差。本实验配制的实验配制的实验配制的实验配制的EDTAEDTA标准溶液，用来测定水硬度，所以标准溶液，用来测定水硬度，所以标准溶液，用来测定水硬度，所以标准溶液，用来测定水硬度，所以选用选用选用选用CaCOCaCO3 3作为基准物。作为基准物。作为基准物。作为基准物。标定标定标定标定EDTAEDTA溶液用溶液用溶液用溶液用“钙指示剂钙指示剂钙指示剂钙指示剂”（鉻黑（鉻黑（鉻黑（鉻黑T T）作为指）作为指）作为指）作为指示剂。示剂。示剂。示剂。v变色原理：钙指示剂在溶液变色原理：钙指示剂在溶液变色原理：钙指示剂在溶液变色原理：钙指示剂在溶液pHpH值为值为值为值为12141214的的的的条件下显蓝色，能和条件下显蓝色，能和条件下显蓝色，能和条件下显蓝色，能和CaCa2+2+生成稳定的生成稳定的生成稳定的生成稳定的红色络合物红色络合物红色络合物红色络合物。当用当用当用当用EDTAEDTA标准溶液滴定时，标准溶液滴定时，标准溶液滴定时，标准溶液滴定时，CaCa2+2+与与与与EDTAEDTA生成无生成无生成无生成无色的络合物，当接近化学计量点时，已与指示剂色的络合物，当接近化学计量点时，已与指示剂色的络合物，当接近化学计量点时，已与指示剂色的络合物，当接近化学计量点时，已与指示剂络合的金属离子被络合的金属离子被络合的金属离子被络合的金属离子被EDTAEDTA夺出，释放出指示剂，溶夺出，释放出指示剂，溶夺出，释放出指示剂，溶夺出，释放出指示剂，溶液即显示出游离指示剂的颜色，当溶液从红色变液即显示出游离指示剂的颜色，当溶液从红色变液即显示出游离指示剂的颜色，当溶液从红色变液即显示出游离指示剂的颜色，当溶液从红色变为蓝色，即为滴定终点。反应式如下：为蓝色，即为滴定终点。反应式如下：为蓝色，即为滴定终点。反应式如下：为蓝色，即为滴定终点。反应式如下：CaInCaIn+Y=+Y=CaYCaY+In+In（红色）（红色）（红色）（红色）（无色）（无色）（无色）（无色）（无色）（无色）（无色）（无色）（蓝色）（蓝色）（蓝色）（蓝色）v 测定水的总硬度原理 测定水的总硬度就是测定水中钙、镁的总量，采用EDTA络合滴定法。用pH=10氨性缓冲液，以EDTA作为络合滴定剂剂，与水中的钙、镁反应，生成EDTA-钙和EDTA-镁络合物，根据滴定消耗的EDTA体积和EDTA浓度可求得水中钙和镁的含量。四实验仪器及药品四实验仪器及药品电子天平，称量瓶，容量瓶玻璃棒移液管吸耳球电子天平，称量瓶，容量瓶玻璃棒移液管吸耳球电子天平，称量瓶，容量瓶玻璃棒移液管吸耳球电子天平，称量瓶，容量瓶玻璃棒移液管吸耳球烧杯锥形瓶，酸式滴定管洗瓶，碳酸钙粉末，烧杯锥形瓶，酸式滴定管洗瓶，碳酸钙粉末，烧杯锥形瓶，酸式滴定管洗瓶，碳酸钙粉末，烧杯锥形瓶，酸式滴定管洗瓶，碳酸钙粉末，NHNH4 4+-NH-NH4 4ClCl缓冲溶液，铬黑缓冲溶液，铬黑缓冲溶液，铬黑缓冲溶液，铬黑T T，MgMg2+2+-EDTA-EDTA溶液，溶液，溶液，溶液，HClHCl溶液，蒸馏水溶液，蒸馏水溶液，蒸馏水溶液，蒸馏水五五.实验步骤实验步骤（1 1）、）、）、）、CaCa2+2+标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液差减法称取计算量的差减法称取计算量的差减法称取计算量的差减法称取计算量的CaCOCaCO3 3于于于于150ml150ml小烧杯中小烧杯中小烧杯中小烧杯中溶解（少量溶解（少量溶解（少量溶解（少量水润湿，盖上表面皿，用滴管从烧杯嘴处滴加水润湿，盖上表面皿，用滴管从烧杯嘴处滴加水润湿，盖上表面皿，用滴管从烧杯嘴处滴加水润湿，盖上表面皿，用滴管从烧杯嘴处滴加HClHCl至至至至CaCOCaCO3 3完全溶解完全溶解完全溶解完全溶解冷却冷却冷却冷却定量转移至定量转移至定量转移至定量转移至250ml250ml容量瓶中容量瓶中容量瓶中容量瓶中定容定容定容定容计算计算计算计算CaCa2+2+的浓度。的浓度。的浓度。的浓度。（2 2）、）、）、）、EDTAEDTA溶液的配制溶液的配制溶液的配制溶液的配制天平称取计算量的天平称取计算量的天平称取计算量的天平称取计算量的EDTAEDTA二钠盐于二钠盐于二钠盐于二钠盐于200ml200ml烧杯中烧杯中烧杯中烧杯中温热溶解温热溶解温热溶解温热溶解冷却。冷却。冷却。冷却。（3 3）、）、）、）、EDTAEDTA的标定的标定的标定的标定用用用用CaCOCaCO3 3为基准物质，铬黑为基准物质，铬黑为基准物质，铬黑为基准物质，铬黑T T为指示剂标定为指示剂标定为指示剂标定为指示剂标定EDTAEDTA移液管准确平行移取移液管准确平行移取移液管准确平行移取移液管准确平行移取25.00mlCa25.00mlCa2+2+标准溶液三份于锥形瓶标准溶液三份于锥形瓶标准溶液三份于锥形瓶标准溶液三份于锥形瓶中中中中加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄加加加加10mlNH10mlNH3 3NHNH4 4ClCl缓冲溶液调节缓冲溶液调节缓冲溶液调节缓冲溶液调节pHpH值值值值加入铬黑加入铬黑加入铬黑加入铬黑T T指指指指示剂示剂示剂示剂用用用用EDTAEDTA滴定至蓝色滴定至蓝色滴定至蓝色滴定至蓝色计算计算计算计算EDTAEDTA浓度。浓度。浓度。浓度。(4)(4)、水样总硬度测定、水样总硬度测定、水样总硬度测定、水样总硬度测定1.1.水样的准备水样的准备水样的准备水样的准备用移液管准确吸取待测水样，注入用移液管准确吸取待测水样，注入用移液管准确吸取待测水样，注入用移液管准确吸取待测水样，注入250mL250mL锥形瓶锥形瓶锥形瓶锥形瓶中，稀释至约中，稀释至约中，稀释至约中，稀释至约50mL50mL，加入，加入，加入，加入pH=10pH=10缓冲溶液（氨缓冲溶液（氨缓冲溶液（氨缓冲溶液（氨-氯化铵）氯化铵）氯化铵）氯化铵）1-2mL1-2mL，加铬黑，加铬黑，加铬黑，加铬黑T T指示剂少许，摇匀，指示剂少许，摇匀，指示剂少许，摇匀，指示剂少许，摇匀，此时溶液呈酒红色。此时溶液呈酒红色。此时溶液呈酒红色。此时溶液呈酒红色。2.2.滴定滴定滴定滴定用用用用0.01molL-1EDTA0.01molL-1EDTA标准溶液对试样进行滴定，标准溶液对试样进行滴定，标准溶液对试样进行滴定，标准溶液对试样进行滴定，并用力摇动溶液，滴定速度约并用力摇动溶液，滴定速度约并用力摇动溶液，滴定速度约并用力摇动溶液，滴定速度约3-43-4滴滴滴滴/秒，直至溶秒，直至溶秒，直至溶秒，直至溶液由酒红色变为纯蓝色，液由酒红色变为纯蓝色，液由酒红色变为纯蓝色，液由酒红色变为纯蓝色，1515秒不褪色，既为终点。秒不褪色，既为终点。秒不褪色，既为终点。秒不褪色，既为终点。六六.注意事项注意事项1 1 在配制在配制在配制在配制EDTAEDTA溶液时要保证固体要全部溶解。溶液时要保证固体要全部溶解。溶液时要保证固体要全部溶解。溶液时要保证固体要全部溶解。2 2 碳酸钙基准试剂加碳酸钙基准试剂加碳酸钙基准试剂加碳酸钙基准试剂加HClHCl溶解时要缓慢，以防溶解时要缓慢，以防溶解时要缓慢，以防溶解时要缓慢，以防二氧化碳冒出时带走一部分溶液。二氧化碳冒出时带走一部分溶液。二氧化碳冒出时带走一部分溶液。二氧化碳冒出时带走一部分溶液。3 3 络合反应进行时要缓慢，保证其充分反应。络合反应进行时要缓慢，保证其充分反应。络合反应进行时要缓慢，保证其充分反应。络合反应进行时要缓慢，保证其充分反应。4 4 酸式滴定管，移液管均应用标准液润洗酸式滴定管，移液管均应用标准液润洗酸式滴定管，移液管均应用标准液润洗酸式滴定管，移液管均应用标准液润洗 置换出的置换出的置换出的置换出的MgMg2+2+与铬黑与铬黑与铬黑与铬黑T T显出很深的红色：显出很深的红色：显出很深的红色：显出很深的红色：MgMg2+2+EBTEBTMgMgEBTEBT（红色）（红色）（红色）（红色）但但但但EDTAEDTA与与与与CaCa2+2+的络合能力比的络合能力比的络合能力比的络合能力比MgMg2+2+强，滴定时，强，滴定时，强，滴定时，强，滴定时，EDTAEDTA先与先与先与先与CaCa2+2+络合，当达到终点时，络合，当达到终点时，络合，当达到终点时，络合，当达到终点时，EDTAEDTA夺取夺取夺取夺取MgMgEBTEBT中的中的中的中的MgMg2+2+，形成，形成，形成，形成MgYMgY，Y YMgMgEBTEBTMgY+EBT(MgY+EBT(蓝色蓝色蓝色蓝色)游离出的指示剂显蓝色，变色很明显，在这里，游离出的指示剂显蓝色，变色很明显，在这里，游离出的指示剂显蓝色，变色很明显，在这里，游离出的指示剂显蓝色，变色很明显，在这里，滴定前的滴定前的滴定前的滴定前的MgYMgY与最后生成的与最后生成的与最后生成的与最后生成的MgYMgY物质的量相等，物质的量相等，物质的量相等，物质的量相等，故不影响滴定结果。故不影响滴定结果。故不影响滴定结果。故不影响滴定结果。3.3.滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲滴定为什么要在缓冲溶液中进行？如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生？溶液存在，将会导致什么现象发生？溶液存在，将会导致什么现象发生？溶液存在，将会导致什么现象发生？答案要点：在络合滴定过程中，随着络合物的答案要点：在络合滴定过程中，随着络合物的答案要点：在络合滴定过程中，随着络合物的答案要点：在络合滴定过程中，随着络合物的生成，不断有生成，不断有生成，不断有生成，不断有HH释出：释出：释出：释出：MMHH2 2Y YMYMY2H2H因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定中，通常需要加入溶液来控制溶液的中，通常需要加入溶液来控制溶液的中，通常需要加入溶液来控制溶液的中，通常需要加入溶液来控制溶液的pHpH值。值。值。值。七七.思考题思考题1 1.在中和标准物质中的在中和标准物质中的在中和标准物质中的在中和标准物质中的HClHCl时，能否用酚酞取代甲基时，能否用酚酞取代甲基时，能否用酚酞取代甲基时，能否用酚酞取代甲基红，为什么？红，为什么？红，为什么？红，为什么？答案要点：不能用酚酞取代甲基红，氨水中和答案要点：不能用酚酞取代甲基红，氨水中和答案要点：不能用酚酞取代甲基红，氨水中和答案要点：不能用酚酞取代甲基红，氨水中和盐酸，产物盐酸，产物盐酸，产物盐酸，产物NHNH4 4ClCl是强酸弱碱盐，呈弱酸性，是强酸弱碱盐，呈弱酸性，是强酸弱碱盐，呈弱酸性，是强酸弱碱盐，呈弱酸性，而酚酞是碱性指示剂，故不能用酚酞作指示剂，而酚酞是碱性指示剂，故不能用酚酞作指示剂，而酚酞是碱性指示剂，故不能用酚酞作指示剂，而酚酞是碱性指示剂，故不能用酚酞作指示剂，而甲基红的变色范围是，可以用来做指示剂。而甲基红的变色范围是，可以用来做指示剂。而甲基红的变色范围是，可以用来做指示剂。而甲基红的变色范围是，可以用来做指示剂。2.2.阐述阐述阐述阐述MgMg2+2+-EDTA-EDTA能够提高终点敏锐度的原理。能够提高终点敏锐度的原理。能够提高终点敏锐度的原理。能够提高终点敏锐度的原理。答案要点：铬黑答案要点：铬黑答案要点：铬黑答案要点：铬黑T T与与与与MgMg2+2+能形成稳定的络合物，能形成稳定的络合物，能形成稳定的络合物，能形成稳定的络合物，显色很灵敏，但与显色很灵敏，但与显色很灵敏，但与显色很灵敏，但与CaCa2+2+形成的络合物不稳定，形成的络合物不稳定，形成的络合物不稳定，形成的络合物不稳定，显色灵敏度低，为此在显色灵敏度低，为此在显色灵敏度低，为此在显色灵敏度低，为此在pH=10pH=10的溶液中用的溶液中用的溶液中用的溶液中用EDRAEDRA滴定滴定滴定滴定CaCa2+2+时，常于溶液中先加入少量时，常于溶液中先加入少量时，常于溶液中先加入少量时，常于溶液中先加入少量MgYMgY，使之发生置换反应，置换出，使之发生置换反应，置换出，使之发生置换反应，置换出，使之发生置换反应，置换出MgMg2+2+：MgY+CaMgY+Ca2+2+=CaY+Mg=CaY+Mg2+2+