配位滴定 · 水样分析

EDTA 测水硬度

把水样中的 Ca²⁺、Mg²⁺ 看成“要被数出来的客人”。加入 EDTA 后，每一个金属离子恰好配上一分子 EDTA；理想当量点的EDTA用量对应两者总量；实际指示剂终点只是当量点的实验估计。

先抓住计量关系

在适当 pH、指示剂能清楚指示终点的教学简化条件下，Ca²⁺ 与 Mg²⁺ 都和 EDTA 按 1:1 形成配合物。在当量点有 n(EDTA) = n(Ca²⁺) + n(Mg²⁺)。

M²⁺ + Y⁴⁻ ⇌ MY²⁻（计量简式）

01设置水样

滴定剂固定为 0.0100 mol/L EDTA。输入的是原水样的浓度，取样体积只会改变滴定时需要的 EDTA 体积，不会改变水样本身的硬度浓度。

02读取当量点

当量点
达到理想1:1计量当量点

此时 EDTA 的物质的量等于两种金属离子的总物质的量。

金属离子总量

0.100mmol（取出的这份水样）

当量点EDTA体积

10.0mL（0.0100 mol/L EDTA）

总硬度

2.00mmol/L，以 Ca²⁺ + Mg²⁺ 合量表示

Ca²⁺ : Mg²⁺

60 : 40在总金属离子中的物质的量占比

把计算拆成三步

  1. n(Ca²⁺) = 0.00120 × 50.0 = 0.0600 mmol
  2. n(Mg²⁺) = 0.000800 × 50.0 = 0.0400 mmol；总量 = 0.100 mmol
  3. V(EDTA) = 0.100 ÷ 0.0100 = 10.0 mL

注意单位口径：这里的“总硬度”是 Ca²⁺ 与 Mg²⁺ 的合量（mmol/L）。若报告要求“以 CaCO₃ 计”，必须另按 CaCO₃ 的摩尔质量和指定单位换算；不能把这里的数值直接当成 mg/L CaCO₃。

自己验算一次

情境：某水样中 Ca²⁺ 为 1.50 × 10−3 mol/L，Mg²⁺ 为 0.500 × 10−3 mol/L。取 50.0 mL 水样，用 0.0100 mol/L EDTA 滴定。

问题：到理想当量点共需多少mL EDTA？先别急着把浓度直接相除：先把两种金属离子的量相加。

mL EDTA

本交互为计量模型，非实测，不模拟真实变色或全部平衡。总硬度滴定通常缓冲至约pH10，选择适当金属指示剂；EDTA各质子化形式随pH改变，条件形成常数决定反应是否足够完全。1:1并不意味着只用一个给体原子，也不意味着当量点自由金属严格为零。指示剂终点与当量点可有差异；需处理竞争金属、沉淀及其他干扰。高浓度输入只展示理想算术，不保证真实滴定适用。