实验五 EDTA的配制和标定
一、实验目的
1．了解EDTA标准溶液的配制和标定原理。
2．掌握常用的标定EDTA的方法
二、实验原理
1．EDTA常因吸附水分和其中含有少量杂质而不能直接配制标准溶液，只能间接法配制。
2．标定：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2
Ca2+ + Y4- === CaY2-
pH>12，HInd2- + Ca2+ === CaInd－ + H+
蓝色 酒红色
CaInd－ + Y4- === CaY2- + I nd3-
酒红色 蓝色
铬黑T为指示剂，酒红色→纯蓝色
三、实验步骤
l. 0.01mol·L-1EDTA溶液的配制
用烧杯在粗天平上称取约2.0g固体乙二胺四乙酸二钠盐，溶于500m水中（可温热溶解），充分摇匀。
2. 0.01mol·L-1EDTA标准溶液浓度的标定
以差减法准确称取0.25-0.30gCaCO3 固体于小烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，从烧杯嘴处往烧杯中滴加5ml（1+1）HCl溶液，加热使CaCO3 全部溶解，并用水冲洗表面皿。冷却后定量转移至250ml容量瓶中，稀释，摇匀。
移取上述溶液25.00ml，加1d甲基红，用氨水中和CaCO3 溶液中的HCl，溶液由黄色变为红色即可，加20ml水，加5.00ml Mg－EDTA，加10ml氨－氯化铵缓冲溶液，加3d铬黑T指示剂，立即用EDTA滴定。酒红色至紫蓝色即为终点，记VEDTA，平行3份。
四、数据记录与处理
1．CEDTA
五、思考题
1．为什么要使用两种指示剂分别标定EDTA?
答:因为络合滴定中,EDTA与金属离子形成稳定络合物的酸度范围不同,如Ca2+,Mg2+
要在碱性范围内,而Zn2+,Ni2+,Cu2+等要在酸性范围内。故要根据不同的酸度范围选择不同的金属离子指示剂,从而在标定EDTA时,使用相应的指示剂,可以消除基底效应,减小误差。
2．在中和标准物质中的HCl时,能否用酚酞取代甲基红,为什么？
答：不能用酚酞取代甲基红,氨水中和盐酸,产物NH4Cl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,而甲基红的变色范围是4.4-6.2,可以用来做指示剂
3．阐述Mg2+－EDTA能够提高终点敏锐度的原理。
答：铬黑T与Mg2+能形成稳定的络合物，显色很灵敏,但与Ca2+形成的络合物不稳定,显色灵敏度低,为此在pH=10的溶液中用EDRA滴定Ca2+时,常于溶液中先加入少量MgY,使之发生置换反应,置换出Mg2+：置换出的Mg2+与铬黑T显出很深的红色： Mg2++EBT=Mg-EBT(红色)，但EDTA与Ca2+的络合能力比Mg2+强,滴定时，EDTA先与Ca2+络合,当达到终点时，EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+,形成MgY,
Y+Mg-EBT=MgY+EBT (蓝色)
游离出的指示剂显蓝色,变色很明显,在这里,滴定前的MgY与最后生成的MgY物质的量相等,故不影响滴定结果。
4．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？
答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值，否则就不能被准确滴定。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确
滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。
六、注意事项
1．EDTA-2Na·2H2O 在水中溶解较慢，可加热使溶解或放置过夜。
2．贮存 EDTA 溶液应选用硬质玻璃瓶，最好是长期贮存 EDTA 溶液的瓶子，以免 EDTA 与玻璃中的金属离子作用。如用聚乙烯瓶贮存则更好。
3．注意溶液pH 值对配位滴定的影响 。
4．铬黑 T 指示剂的用量不可太大，否则影响终点的判断。
5．加入氨试剂时要慢慢加入，仔细观察白色混浊的出现，不可加过量，否则 pH 值过大终点不明显。
EDTA的制备：
由乙二胺与一氯乙酸在碱性溶液中缩和或由乙二胺、和甲醛水溶液作用而得。
实验室制法：
称取一氯乙酸94.5g(1.0mol)于1000mL圆底烧瓶中，慢慢加入50%碳酸钠溶液，直至二氧化碳气泡发生为止。加入15.6g(0.2mol)乙二胺，摇匀，放置片刻，加入40%NaOH溶液100mL，加水至总体积为600mL左右，装上空气冷却回流装置，于50℃水浴上保温2h，再于沸水浴上保温回流4h。取下烧瓶，冷却后倒入烧怀中，用浓HCl调节pH至
1.2，则有白色沉淀生成，抽滤，得EDTA粗品。精制后得纯品。
生产原理：
由乙二胺与氯乙酸钠反应后，经酸化制得：
反应1
也可由乙二胺与甲醛、反应得到四钠盐，然后用硫酸酸化得到：
反应2
工艺流程
工艺流程
原料配比(kg/t)
氯乙酸(95%) 2000 烧碱(工业品) 880
乙二胺(70%) 290 盐酸(35%) 2500
〔若用硫酸代替盐酸，则用硫酸(98%)1200kg〕
主要设备
成盐锅 缩合反应罐 酸化锅 水洗锅 离心机 贮槽 干燥箱
操作工艺
在800L不锈钢缩合反应罐中，加入100kg氯乙酸、100kg冰及135kg 30%的氢氧化钠溶液，在搅拌下再加入18kg 83%～84%的乙二胺。在15℃保温1h后，以每次10L分批加入30%氢氧化钠溶液，每次加入后待酚酞指示剂不显碱性后再加入下一批，最后反应物呈碱性。在室温保持12h后，加热至90℃，加活性炭，过滤，滤渣用水洗，最后溶液总体积约600L。加浓盐酸至pH不小于3，析出结晶。过滤，水洗至无氯根反应。烘干，得EDTAkg。收率95%。也可以在较高温度条件下进行。例如，采用如下摩尔配比：乙二胺：氯乙酸：氢氧化钠=1∶4.8∶4.8，反应温度为50℃，反应6h，再煮沸2h，反应产物用盐酸酸化即可得到EDTA结晶，收率82%～90%。
质量指标
含量 ≥90% 铁(Fe) ≤0.01%
灼烧残渣 ≤0.15% 重金属(Pb2+) ≤0.001%
在Na2CO3中溶解度 合格
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质量检验
(1)含量测定
采用配位滴定法。先将乙二胺四乙酸用KOH配制成pH为12.0～13.0的试样液。以酸性铬蓝K和萘酚绿作混合指示剂，用试样液滴定于120℃干燥过的分析纯CaCO3，当溶液由紫红色变为蓝绿色即为终点。
(2)灼烧残渣测定
按常规方法进行。
安全措施
(1)生产中使用氯乙酸、乙二胺等有毒或腐蚀性物品，生产设备应密闭，操作人员应穿戴劳保用品，车间保持良好通风状态。
(2)产品密封包装，贮于通风、干燥处，注意防潮、防晒，不宜与碱性化学物品混贮。
CAS No.： 60-00-4
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EDTA在水质监测中的应用举例
EDTA多用于水质监测中的络合滴定分析法。由于本身可以形成多种络合物，所以可以滴定很多金属。元素周期表里的Ⅱ，Ⅲ，镧系，锕系金属都可以用EDTA滴定。但是最常用的是用来测定水的总硬度。
测定水的总硬度就是测定水中钙、镁离子的总含量，可用EDTA配位滴定法测定：
滴定前： M + EBT M-EBT
(红色)
主反应： M + Y MY
终点时： M-EBT + Y MY + EBT
(红色) （蓝色）
滴定至溶液由红色变为蓝色时，即为终点。
滴定时，Fe3+、Al3+等干扰离子可用三乙醇胺予以掩蔽；Cu2+、Pb2+、Zn2+等重属离子，可用KCN、Na2S或巯基乙酸予以掩蔽。
将水中的Ca2+离子和Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成Cao的质量，并把1L水中含10mgCaO称为1度。
器材和药品
1.器材 天平（0.1g、0.1mg），容量瓶（100mL），移液管（20mL），酸式滴定管（50mL），锥形瓶（250mL）等。
2.药品 HC1（1∶1），乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y·2H2O，A.R.），碱式碳酸镁[Mg（OH）2·4MgCO3·6H2O，基准试剂]，NH3-NH4Cl缓冲溶液（pH=10.0），三乙醇胺（1∶1），铬黑T指示剂（0.2%氨性乙醇溶液）等。
实验方法
一、Mg2+标准溶液的配制（约0.02mol·L-1）
准确称取碱式碳酸镁基准试剂0.2~0.25g，置于100mL烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加1∶1 HC1使其溶解（约需3~4mL）。加少量水将它稀释，定量地转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
其浓度计算：
二、EDTA标准溶液的配制与标定
1.EDTA标准溶液的配制（约0.02mol·L-1）
称取2.0g乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y·2H2O）溶于250mL蒸馏水中，转入聚乙烯塑料瓶中保存。
2.EDTA标准溶液浓度的标定
用20mL移液管移取Mg2+标准溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL氨性缓冲溶液和3~4滴EBT指示剂，用0.02mol·L-1EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行标定3次。
EDTA浓度计算： ，取三次测定的平均值。
三、水的总硬度测定
用20mL移液管移取水样于250mL锥形瓶中，加氨性缓冲溶液6mL，1∶1三乙醇胺溶液3mL，EBT指示剂3~4滴，用EDTA标准溶液滴定，至溶液由紫红色变为蓝色即为终点。平行测定3次。
