实验13 EDTA溶液的配制与标定（二甲酚橙法）

一、实验目的

1、       了解EDTA标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：乙二胺四乙酸H₄Y（本身是四元酸），由于在水中的溶解度很小，通常把它制成二钠盐（Na₂H₂Y·2H₂O），也称为EDTA或EDTA二钠盐。EDTA相当于六元酸，在水中有六级离解平衡。与金属离子形成螯合物时，络合比皆为1：1。

EDTA因常吸附0.3%的水分且其中含有少量杂质而不能直接配制标准溶液，通常采用标定法制备EDTA标准溶液。

标定EDTA的基准物质有纯的金属：如Cu、Zn、Ni、Pb，以及它们的氧化物。

　　               　　   某些盐类：如CaCO₃、ZnSO₄.7H₂O、MgSO₄.7H₂O。

2、     金属离子指示剂：在络合滴定时，与金属离子生成有色络合物来指示滴定过程中金属离子浓度的变化。

M　＋　In　　←→　 MIn

  　　　　　　　　　 颜色甲　　　　颜色乙

滴入EDTA后，金属离子逐步被络合，当达到反应化学计量点时，已与指示剂络合的金属离子被EDTA夺出，释放出指示剂的颜色：

MIn　＋　Y　←→　　MY　＋In

颜色乙                    颜色甲

指示剂变化的pMep应尽量与化学计量点的pMsp一致。金属离子指示剂一般为有机弱酸，存在着酸效应，要求显色灵敏，迅速，稳定。

常用金属离子指示剂：

铬黑T（EBT）：pH＝10时，用于Mg²⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Pb²⁺，Hg²⁺，In³⁺，

二甲酚橙（XO）：pH5～6时，Zn²⁺

 K－B指示剂（酸性铬蓝（K）－荼酚绿（B）混合指示剂）：pH＝10时，用于Mg²⁺，Zn²⁺，      Mn²⁺。pH＝12时，用于Ca²⁺。

      在络合滴定过程中，随着络合物的生成，不断有H＋释出：

M＋H₂Y＝MY＋2H^＋

因此，溶液的酸度不断增大，酸度增大的结果，不仅降低了络合物的条件稳定常数，使滴定突跃减小，而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度范围，导致产生很大的误差。因此在络合滴定中，通常需要加入溶液来控制溶液的pH值。

本实验使用的是二甲酚橙做指示剂，用基准物质Zn²⁺来标定EDTA的浓度。滴定过程中的pH =5-6左右，用缓冲液六亚甲基四胺—盐酸溶液做缓冲溶液维持溶液的pH值，滴定终点颜色变化为：酒红色—纯黄色。

MIn　＋　Y　←→　　MY　＋In

           酒红色                    纯黄色

三 实验步骤

一、0.01mol·L^-1 Zn²⁺标准溶液的配制

⑴取适量锌片放在100mL烧杯中，用0.1mol·L^-1 HCl溶液（自配）清洗1min，再用自来水、纯水洗净，烘干、冷却。

⑵用直接称量法在干燥小烧杯中准确称取0.15～0.2g Zn，盖好小表面皿。

⑶用滴管从烧杯口加入5mL 1:1 盐酸，待Zn溶解后吹洗表面皿、杯壁，小心地将溶液转移至250mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀。

二、0.01mol·L^-1 EDTA标准溶液的配制
  称取计算量的EDTA二钠盐在烧杯中，加入适量水，搅拌溶解，转移到试剂瓶中稀释至800 mL。

三、标定EDTA标准溶液（Zn为工作基准试剂，二甲酚橙为指示剂）
  用移液管吸收25.00mL Zn²⁺标准溶液于烧杯中，加水50 ml，加2滴0.2% 二甲酚橙指标剂，再加10mL30%六亚甲基四胺。用EDTA滴定，当溶液由紫红色恰转变为黄色时即为终点。平行滴定3次，计算EDTA的准确浓度。

计算公式：

注意事项

1、锌片清洗的过程中，不宜时间过长，而且烘干时，不要过分烘烤。

2、EDTA二钠盐溶解速度较慢，溶解需要一定时间。可在实验开始时，先称好EDTA，放在250 mL烧杯中，加入150 mL左右纯水，搅拌后盖上表面皿，放置，此时可做其他实验内容，如配制Zn²⁺标准溶液，准备滴定管，待EDTA全溶后再转移到试剂瓶中，稀释到所需体积，摇匀。

3、络合滴定速度不能太快，特别是近终点时要逐滴加入，并充分摇动。因为络合反应速度较中和反应要慢一些；

4、在络合滴定中加入金属指示剂的量是否合适对终点观察十分重要，应在实践中细心体会；

四 实验数据

思考题

1.说明工作基准试剂锌在使用前的表面处理的方法和目的。

答：（1）处理方法：取适量锌片放在100mL烧杯中，用0.1mol·L-1 HCl溶液（自配）    清洗1min，（时间不宜过长，以免溶蚀过多的锌）再用自来水、纯水洗净，烘干（不可  过分烘烤）、冷却。

   （2）目的：除去表面的氧化物。

2.配制锌标准液的时候，若锌液转移至容量瓶中有部分流失了，会使标定的结果偏高还 是偏低？如在容量瓶中稀释超过刻度，将使浓度的标定的结果是偏低还是偏高？

答：两种结果均使标定的结果偏高，因为两种情况都是锌标准液的浓度的降低，所以标           定的时候所需的EDTA溶液的体积也将降低，从而导致计算的EDTA的浓度偏高。

3.若配好的锌溶液没有摇匀，将对标定产生什么后果？

答：将会使结果偏高。

4.为什么用乙二胺四乙酸的二钠盐配制EDTA溶液，而不用其酸？

    答：乙二胺四乙酸H₄Y（本身是四元酸），由于在水中的溶解度很小，通常把它制成二  钠盐（Na₂H₂Y·2H₂O），也称为EDTA或EDTA二钠盐。EDTA相当于六元酸，在水中    有六级离解平衡。与金属离子形成螯合物时，络合比皆为1：1。

5.当用二甲酚橙为指示剂时，它变色的最适宜的酸度范围在何处？用何种缓冲溶液？

答：pH =5-6范围内，一般用六亚甲基四胺—HCl缓冲溶液。

6.拟出C_EDTA的计算公式。

答： 。

五 问题

标定EDTA浓度的常用工作基准物质有哪些?应如何选择？

答;基准物质有很多：金属Zn、Cu、Bi以及ZnO、CaCO₃、MgSO_4·7H₂O等。金属锌的纯度很高，在空气中又稳定，Zn²⁺与ZnY^2-均无色，既能在pH5-6以二甲酚橙为指示剂标定，又可以再pH 9-10的氨性溶液中以铬黑T为指示剂标定，终点都很敏锐，所以一般多采用金属锌为基准物质。