在日常生活中,我们经常使用自来水进行饮用、烹饪和清洁等用途。然而,自来水中可能含有一定量的钙离子(Ca²⁺)和镁离子(Mg²⁺),这些离子的存在使得水具有一定的硬度。水的硬度是指水中钙、镁离子的总量,通常以每升水中碳酸钙(CaCO₃)的毫克数来表示。测定自来水的总硬度是一项重要的实验,它可以帮助我们了解水质状况,并为后续的水处理提供依据。
本次实验的主要目的是通过化学滴定法测定自来水中的总硬度。具体来说,我们将采用EDTA(乙二胺四乙酸)作为络合剂,与水样中的钙、镁离子发生络合作用,从而计算出水样的总硬度。这一方法具有操作简便、结果准确的特点,在实际应用中得到了广泛的认可。
实验开始前,我们需要准备一系列试剂和仪器。首先,确保所有玻璃器皿都经过彻底清洗并干燥;其次,配制好0.01 mol/L的EDTA标准溶液以及缓冲溶液(pH约为10)。此外,还需要准备锥形瓶、移液管、滴定管等常规实验器材。
实验过程中,取适量自来水样本置于干净的锥形瓶中,并加入适量的缓冲溶液调节pH值至适宜范围。接着,用移液管准确吸取一定体积的EDTA标准溶液,并将其装入已校准好的滴定管内备用。然后缓慢地向锥形瓶内的水样中滴加EDTA溶液,同时不断摇晃锥形瓶,直到出现明显的颜色变化为止。此时即达到了终点,记录下消耗掉的EDTA溶液体积。
根据所测得的数据,利用公式计算出水样的总硬度:
\[ \text{总硬度} = \frac{V \times C}{m} \times 10^3 \]
其中,\( V \) 表示消耗掉的EDTA溶液体积(单位为毫升),\( C \) 是EDTA标准溶液的浓度(单位为摩尔/升),而\( m \) 则是取样时水样的质量或体积(单位为克或毫升)。
完成上述步骤后,我们可以得出自来水样品的具体总硬度数值。通过对多个不同地点采集来的水样进行类似测试,还可以进一步分析城市供水系统中水质的变化趋势及其潜在影响因素。
总之,“实验7-自来水总硬度的测定”不仅有助于提高学生们的动手能力和理论知识水平,同时也为保障居民健康饮水提供了技术支持。希望每位参与者都能认真对待这次宝贵的学习机会,在实践中增长见识、积累经验!