一、實驗目的
1．了解水的硬度的測定意義和水硬度常用表示方法。
2．掌握EDTA法測定水中Ca2+、Mg2＋含量的原理和方法。
二、實驗原理
工業(yè)上將含有較多量鈣、鎂鹽類的水稱為硬水，水的硬度是將水中的Ca2+、M2+的總量折合成CaO或CaCO3來計算。每升水含10mg CaO叫一個德國度（°）。水的硬度用德國度（°）作標準來劃分時，一般把小于4°的水叫特軟水，4°~8°的水叫軟水，8°～16°的水叫中硬水，16°~32°的水叫硬水，大于32°叫特硬水。
實驗中生成配合物的穩(wěn)定順序為：CaY2- >MgY2- >MgIn->CaIn-，滴定前調溶液pH=10，加少量鉻黑T指示劑與Mg2+生成MgIn-（酒紅色），滴定時，ED-TA與溶液中游離的Ca2+、Mg2＋生成穩(wěn)定的CaY2-和MgY2-，反應為：
Ca2+＋HY3-?CaY2-＋H+
Mg2+ +HY3- ?MgY2- +H+
化學計量點時反應：
MgIn-（酒紅色）＋HY3-?MgY2-（無色）+HIn2-（藍色）
使溶液由酒紅色變?yōu)樗{色，即為終點。由于滴定過程中有大量H＋放出，所以滴定在pH=10的緩沖溶液中進行。
測定Ca2＋時，調整pH=12，此時Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，單獨滴定Ca2+鈣指示劑在pH=12的溶液中呈藍色，與溶液中的Ca2＋生成Caln2-呈酒紅色，當?shù)稳隕DTA時，EDTA首先與游離的Ca2十生成CaY2-，反應為：Ca2++Y4-=CaY2- 。終點時，再奪取CaIn2-中的Ca2+，使溶液由酒紅色變?yōu)樗{色，即為終點。反應為：
CaIn2- （酒紅色）+ Y4-＋H+?CaY2- （無色） + HIn3-（藍色）
三、儀器和試劑
儀器：酸式滴定管，50mL移液管，250mL錐形瓶，10mL量筒。
試劑：10％的NaOH溶液，pH=10的緩沖溶液，鉻黑T指示劑（將1g鉻黑T指示劑與100g分析純NaCl混合、磨細、裝瓶備用）,EDTA標準溶液，鈣指示劑(1g鈣指示劑與100g分析純NaCl混合磨細，裝瓶備用）。
四、實驗內容及步驟
用移液管吸取水樣50.00mL于250mL錐形瓶中，加5mLpH=10的緩沖溶液，再加少許（約0.1g）鉻黑T固體指示劑，用EDTA標準溶液滴定至酒紅色變?yōu)榧兯{色。記錄EDTA用量V1(mL)。重復1或2次。
另取水樣50.00mL于250mL錐形瓶中，加5mL10%NaOH溶液搖勻，加少許（約0.1g）鈣指示劑，用EDTA標準溶液滴定至酒紅色變?yōu)榧兯{色。記錄EDTA用量V2(mL)。重復1或2次。按下式計算：
水的總硬度（德國度)=m(CaO)/V(水樣）L
=c(EDTA)/mol·L-1V1(EDTA)/L×M(CaO)/10mg·mol-1) / V(水樣）L
ρ(Ca)/(mg·L-1)=m(Ca)/水樣體積
=c(EDTA)/mol·L-1×V2(EDTA)/L×M(Ca)/mg·mol-1/ V(水樣)/L
ρ(Mg)/(mg·L-1)=m(Mg)/水樣體積
=c(EDTA)/mol·L-1×(V1-V2)(EDTA)/L×M(Mg)/mg·mol-1 / V水樣）L
式中：c（EDTA）為EDTA標準溶液的濃度（mol·L-1);V1為鉻黑T終點ED-TA的用量(mL);V2為鈣指示劑終點EDTA的用量（mL);M(Ca)為Ca的摩爾質量；M(Mg）為Mg的摩爾質量；M(CaO）為CaO的摩爾質量。
