实验七　水中钙和镁的测定——EDTA滴定法

一、钙的测定

钙广泛分布于天然水中，这是因为水与含钙岩石接触时，在二氧化碳作用下发生如下反应：

因而使钙进入不同类型的水中，但由于钙的主要盐类，即碳酸钙与硫酸钙的溶解度较小，钙在水中的绝对含量并不很大。钙是硬水的主要成分之一。

钙的测定广泛应用乙二胺四乙酸二钠（可简写为EDTA）容量法和原子吸收分光光度法。

（一）原理

在pH>12的强碱性溶液中，水样中的Mg2+成氢氧化镁沉淀，Ca2+与酸性铬蓝K指示剂生成红色络合物，加入EDTA溶液后转为EDTA-钙络合物，游离出指示剂本身的蓝色，即为滴定终点。

水样碱度大时，须加入盐酸，经煮沸后再进行测定，否则因加入氢氧化钠溶液而生成碳酸钙沉淀，使结果偏低。

（二）试剂

①EDTA溶液（2.5g/L）：2.5g EDTA（二钠盐）溶于1L水中，用钙标准溶液按分析手续标定其滴定度（mg/mL）。

②酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂：5g硫酸钾于研钵中研细，加0.2g酸性铬蓝K和0.3g萘酚绿B，研细混匀，储于磨口瓶中。

（三）分析步骤

吸取50mL水样，注入250mL锥形瓶中，加入（1+1）三乙醇胺3滴、15g/L氢氧化钾溶液2mL，放置2～3min，加入少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂，用EDTA溶液滴定到溶液从红色经蓝紫变成蓝色为终点。溶液保留，待测定镁用。

（四）结果计算

式中　T——EDTA溶液对钙的滴定度，mg/mL；

V1——所耗EDTA溶液的体积，mL；

V——所取水样的体积，mL。

（五）附注

①水样碱度大时，须先加入（1+1）盐酸酸化，并加热煮沸，除去二氧化碳，待冷却后按上述分析步骤进行，否则将使结果偏低。

②铁、铝、锰、钛及有色金属离子对本法有干扰。考虑到一般水中这些元素很微，用少量三乙醇胺即可掩蔽。对于干扰元素含量较高的水样可以加入20g/L铜试剂2mL，必要时可以用氰化钾掩蔽，用氰化钾掩蔽时，应另取水样测定镁。

③如果水样中镁含量高，大量氢氧化镁沉淀的吸附作用，将使钙的结果偏低。因此，可在滴完钙后，另取一份水样，预先加入第一次钙所耗EDTA溶液的95％，然后按上述分析步骤进行滴定。

（六）思考题

①水样碱度过大时，如何处理？会给测定结果造成什么影响？

②如何消除水样中铁、铝、锰、铁及有色金属离子的干扰？

二、镁的测定

天然水中镁的来源主要是含镁岩石的溶解，其过程与碳酸钙相似，但碳酸镁的溶解度大，因此高矿化的水中，镁的含量超过钙的2～3倍，而在弱矿化的地表水和地下水中，镁的含量一般小于钙，海水中镁比钙含量高。

镁的分析方法广泛应用EDTA容量法和原子吸收分光光度法。

（一）原理

将已滴定钙的水样酸化，使氢氧化镁沉淀溶解，加入氨缓冲液使水样pH=10，用ED-TA溶液滴定镁。也可以从测定钙、镁合量（总硬度）中减去钙的含量而求得镁的含量。

（二）试剂

①氨缓冲溶液（pH=10）：称取67.5g氯化铵（分析纯）溶于200mL水中，再加入570mL浓氨水，用水稀释到1L。

②其余试剂同钙的测定。用镁标准溶液按分析步骤标定EDTA溶液对镁的滴定度（mg/mL）。

（三）分析步骤

在滴完钙的水样中，逐滴加入（1+1）盐酸至指示剂变为稳定的红色，再多加2滴，放置2～3min，加入pH=10氨缓冲液5mL，用EDTA溶液滴定至亮蓝绿色。

（四）结果计算

式中　T——EDTA溶液对镁的滴定度，mg/mL；

V1——所耗EDTA溶液的体积，mL；

V——所取水样的体积，mL。

（五）附注

①酸性铬蓝K亦具有酸碱指示剂的作用，用（1+1）盐酸酸化滴完钙的水样时，随着酸的加入溶液颜色出现蓝→红→暗→蓝→红的变化过程，一定要加酸至出现稳定的红色。

②镁与EDTA反应速率较慢，在临近终点时，要慢慢加入EDTA溶液，并充分摇动。

（六）思考题

①测定钙、镁的pH值分别为多少？如何连续测定钙、镁，试设计一方案。

②分析步骤中加三乙醇胺的目的是什么？还可以用其他试剂取代它吗？