在观察有明显水垢水样的基础上，引入水中硬度的概念及表示方法，并根据国家生活饮用水规范和环境水质检测的标准方法对现有水样进行硬度测定，测定过程中严格遵守操作规范并做好数据记录。

一、现场演示

图6-3 硬度大时的水垢

图6-4 烧水水壶内的水垢

二、所用试剂和设备

1．试剂

(1)氨缓冲溶液(pH=10)：称取16.9g分析纯氯化铵(NH₄Cl)溶于少量蒸馏水中，加入143mL分析纯浓氨水(ρ₂₀=0.888/mL)，然后用蒸馏水稀释至1L。称取1.25gMgEDTA，配入250mL缓冲溶液中。

(2)铬黑T指示剂：称取铬黑T0.5g溶于10mL上述氨缓冲溶液中，然后加无水乙醇稀释至100mL，置于棕色瓶中。此溶液在冰箱保存，有效期约1个月。用下面的方法配制的固体指示剂可较长期保存：以0.5g铬黑T和100g固体氯化钠(分析纯)，在研钵中研磨均匀，贮于棕色瓶内保存。

(3)10％分析纯氨水溶液。

(4)1：1盐酸溶液。

(5)金属锌(含锌99.9％以上)：先用稀盐酸洗去表面氧化物，然后先用水漂洗干净，再用丙酮漂洗，沥干后于110℃下烘5min备用。

(6)锌标准溶液(C_Zn2+＝0.01mol/L)：准确称取0.6538g上述金属锌，于100mL烧杯中，加入6mL 1+1盐酸溶液，盖上表面皿，在水浴上加热(可加数滴过氧化氢加速溶解)，待完全溶解后，移入1L容量瓶中，加蒸馏水至刻度，混匀。根据下式计算锌标准溶液的准确浓度：

(7) EDTA二钠标准溶液(CEDTA≈0.01mol/L)：将EDTA二钠二水合物(C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂·H₂O)在80℃干燥，放入干燥器中冷至室温，称取3.7250g溶于水，在容量瓶中定容至1000mL，盛放在聚乙烯瓶中；其准确浓度可用锌标准溶液进行标定。

EDTA二钠标准溶液标定方法：用移液管吸取25.00mL上述锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加入75mL蒸馏水。用10％氨水调节pH≈10，加5mL缓冲溶液和4～5滴铬黑T指示剂，摇匀。立即在不断振荡下用EDTA二钠标准溶液进行滴定，滴至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。记录EDTA二钠标准溶液的用量V1。平行测定2～3次。按下式计算其准确浓度：

式中：CEDTA—EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V₁—消耗EDTA标准溶液的用量，mL；

25.00—被滴定的锌标准溶液的体积，mL；

C_Zn2+—被滴定的锌标准溶液的浓度，mol/L。

2．仪器

(1) 50mL酸式滴定管1支，用于装入EDTA标准溶液；

(2) 10、25、50、100mL移液管各1支，用于移取水样或标准溶液；

(3) 250mL锥形瓶4个。

三、注意事项

1．在水样中加入缓冲溶液后，必须立即滴定，并在5 min内完成滴定过程。在到达滴定终点之前，每加1滴EDTA标准溶液，都应充分振摇，最好每滴间隔2～3s。否则水样中钙、镁离子可能产生沉淀，使测定结果偏低。

2．应在白天或日光灯下滴定，白炽灯光使滴定终点呈紫色，不宜使用。

3．若水样的酸性或碱性太强，加入缓冲溶液后，不能达到理想pH值，因而要用氨水或盐酸溶液调节至中性(可用刚果红试纸检验)。

4．若水样中含镁盐较低，会使滴定终点变色不明显，因此可加入镁盐，使滴定终点敏锐。

5．若水样50mL硬度大于3.6mmo1/L时，可取10～25m1水样用蒸馏水稀释至50mL。

6．本方法的主要干扰离子有Fe³⁺、A1³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺等。当Mn²⁺含量超过1mg/L时，在加入指示剂后，溶液会出现混浊的紫红色。可在水样中加入0.5～2mL 1％的盐酸羟胺溶液消除。Fe³⁺和A1³⁺的干扰，可加入1：1三乙醇胺掩蔽。Cu²⁺和Zn²⁺、的干扰，可加入2％硫化钠溶液0.5～4.5mL，使生成硫化铜和硫化锌，从而消除干扰。

[任务实施]

一、EDTA标准溶液的配制与标定

1. EDTA标准溶液的配制

称取EDTA-2Na盐0.9000g左右，加入50mL蒸馏水溶解，转移到250mL试剂瓶，稀释至250mL，贴上标签待用。

2. EDTA-2Na标准溶液的标定

移取锌标准溶液25mL，加蒸馏水75mL，加缓冲溶液5mL，调节溶液的pH≈10,滴入铬黑T5滴，以EDTA滴定；滴定至溶液由紫红色变为蓝色时滴定终点到达，记录消耗锌标准溶液用量，并按式(6-1)计算EDTA-2Na标准溶液的浓度；做平行实验三次。

二、水样硬度的测定

1．用移液管移取水样100mL于250mL锥形瓶中(若硬度过大，可取适量水样用蒸馏水稀释至50mL)。

2．加入2mL缓冲溶液和4滴铬黑T指示剂，摇匀；使水样呈明显的紫红色，使其pH≈10.0。

3．立即用EDTA二钠标准溶液滴定，开始滴定时速度宜稍快，接近终点时应稍慢，并充分振摇，防止产生沉淀。溶液的颜色由紫红色变为蓝色，在最后一点紫的色调消失，刚出现蓝色时即为终点。整个滴定过程应在5分钟内完成。记录EDTA二钠标准溶液的用量VEDTA。

同时做空白试验，记录EDTA标准溶液用量为V0。

4．平行测定3次，求VEDTA。

三、数据记录

记录水样消耗的EDTA二钠标准溶液的体积和空白试验消耗的EDTA二钠标准溶液的体积。

四、计算测定结果

式中：C_EDTA— EDTA二钠标准溶液的浓度，mol/L;

V_EDTA—水样消耗的EDTA二钠标准溶液的体积，mL。

V₀—空白试验消耗的EDTA二钠标准溶液的体积，mL。

100— CaCO₃的摩尔质量，g/mol；

1000—质量单位换算系数，1g=1000mg；

V_水样—水样的体积，mL。