水硬度的测定（3 学时）
一、目的要求
1．掌握配位滴定法测定水硬度原理和方法
2．了解水硬度的测定意义和常用的硬度表示法
3．熟悉金属指示剂铬黑T 变色原理及滴定终点的判断
二、实验原理
通常把含有较多钙盐和镁盐的水称为硬水。测定水硬度就是测定水中Ca2+、Mg2+的含
量，最广泛使用的测定方法是以EDTA 为滴定剂的配位滴定法。
在pH ≈10 氨性缓冲溶液条件下，以铬黑T 为指示剂，用EDTA 标准溶液滴定，可以测
定Ca2+和Mg2+总量，也称水的总硬度。
当铬黑T 指示剂溶于水后，在水中存在解离平衡：

H2In-pH=6.3
紫色
HIn2-pH=11.5
蓝色
In3-
橙色
而铬黑T 与Ca2+、Mg2+形成紫红色配合物，因此，使用铬黑T 为指示剂的最适宜的酸度范
围应是pH = 9～10.5。
实验证明：铬黑T、EDTA 与Ca2+ 、Mg2+形成的配合物稳定性为CaY2-> MgY2-> MgHIn>
CaHIn，铬黑T 与Mg2+显色敏锐。
滴定时，铬黑T 与Mg2+首先结合使溶液显紫红色，随着EDTA 加入，溶液中Ca2+ 、Mg2+
与EDTA 反应，终点附近EDTA 夺取与铬黑T 结合的金属离子，释放出指示剂，从而溶液
的颜色由紫红色变为纯蓝色。当水样中Mg2+含量较低时，可在标定前加入适量的Mg2+或在
缓冲溶液中加入一定量的Mg-EDTA 盐，来提高显色灵敏度。
当以钙指示剂作为指示剂，在pH ≥ 12 时，Mg2+生成Mg(OH)2 沉淀而被掩蔽。然后用
EDTA 标准溶液滴定到溶液由浅红色变为蓝色即为终点，由此可测得Ca2+的含量，也称钙硬
度。用总硬度减去钙硬度可以得到镁硬度。
水硬度表示方法有多种。德国硬度（°d）是每度相当于1 升水中含有10mg CaO；法国
硬度（°f）是每度相当于1 升水中含有10mg CaCO3；英国硬度（°e）是每度相当于0.7 升水
中含有10mg CaCO3；美国硬度是每度等于法国硬度的十分之一。目前我国采用德国硬度单
位制，本实验硬度的计算为：
105
(
1000
( )
×
×
=
水样）
硬度（）
V
M
cV CaO
EDTA
D
三、仪器与试剂
1．仪器
分析天平，50mL 酸式滴定管，常用玻璃仪器若干。
2．试剂
EDTA 标准溶液（0.02 mol?L-1，实验二十一中标定的EDTA 标准溶液），
镁溶液（溶解1g MgSO4?7H2O 于水中，稀释至200mL），
NaOH （10%），氨缓冲溶液（pH ≈ 10），氨水（1:1），
铬黑T（1%的三乙醇胺-无水乙醇溶液），钙指示剂（固体），盐酸（1:1），自来水试样。
四、参考步骤
1．总硬度的测定
取澄清的水样100 m L（用指定的量筒量取，为什么？）放入250 mL 锥形瓶中，加入5mL
pH ≈ 10 氨缓冲溶液和2～3 滴铬黑T 指示剂，摇均匀，此时溶液为酒红色。然后用EDTA
标准溶液滴定到溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA 溶液体积，平行三次。
根据EDTA 标准溶液浓度和消耗的体积，计算水的总硬度。
2．钙硬度的测定
取澄清的水样100 mL 放入250 mL 的锥形瓶中，加入4mL10% NaOH 溶液，摇均匀。
再加入约0.01g 钙指示剂，摇均匀后溶液呈浅红色。然后用EDTA 标准溶液滴定到溶液由浅
红色变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA 溶液的体积，平行三次。根据EDTA 标准溶液
浓度和消耗的体积，计算水的钙硬度。
3．镁硬度的测定总硬度减去钙硬度即得镁硬度。
五、实验数据记录与处理（自行设计表格）
六、问题与思考
1．测定水的总硬度时，为什么要控制溶液的pH 值为10？
2．测定水的硬度时，哪些离子的存在会干扰测定？如何xx干扰？