染色處理用－水與媒
二、水的分析法
(三)總硬度 乙二胺四乙酸二鈉法測定總硬度。
CH2－N(CH2COOH)2
原理 乙二胺四乙酸｜ 本身是一個四無酸，代表式H4Y，簡稱EDTA(Ethylene
CH2－N(CH2COOH)2
diamine tetra－acetic-acid)。
乙二胺四乙酸的前兩級離解常數較大，所以又好似一個較強的二元酸。
乙二胺四乙酸在水中的溶解度很小，實用價值不大。如將乙二胺四乙酸中的
兩個氫離子H+用兩個鈉離子Na+取代，就得到較易溶解於水的EDTA二鈉鹽(
代表式Na2H2Y，簡寫EDTA－Na2，在21℃時，每100毫升水中可溶解EDTA二
鈉鹽11.1克)。因此它的實用價值就大大增加了，目前實際分析化學上使用的
都是EDTA的二鈉鹽，它的名稱習慣地被稱EDTA。
EDTA二鈉鹽在水溶液中按下式離解：
Na2H2Y→2Na+＋H2Y－
在一般精況下，與二價及三價陽離子按下式生成絡合物：
Me++＋H2Y--→MeY--＋2H+
Me+++＋H2Y--→MeY-＋2H+
注：1.本節以後所敘述的EDTA均指乙二胺四乙酸的二鈉鹽。
2.鈣離子Ca++與EDTA生成配位數為6𦵑的內絡鹽𦲂，結構式：
3.EDTA與鈣離子Ca++或鎂離子Mg++形成穩定的、無色的可溶性絡合物，故可
用EDTA作滴定劑定量地測定Ca++和Mg++的含量。簡化示意反應式如下：
4.在測定鈣、鎂總硬度時，調節pH＝10，以鉻黑T(Eriochrome Black T，簡稱
EBT)為指示劑，由於Ca++、Mg++先與鉻黑T指示劑形成紅色絡合物，加入
EDTA後轉變為EDTA與鈣、鎂的絡合物而放出鉻黑T指示劑本身的純藍色，
這時即為終點。
𦵑在EDTA分子中具有兩個氨基和四個羧基，共有六個配位基。
𦲂內絡鹽是螯形絡合物。
在滴定中，溶液pH值的影響很大。㻧性增大可使滴定終點明顯，但有析出碳
酸鈣CaCO3和氫氧化鎂Mg(OH)2沉澱的可能，所以控制溶液的pH值在10為宜
。
所需試劑
1.0.05N EDTA標準溶液 稱取9.3065克乙二胺四乙酸二鈉，溶於蒸餾水中，
稀釋至1升。
注：1.乙二胺四乙酸二鈉的分子量是372.26，當量為：分子量÷2＝372.26÷2
＝186.13。因此要配製0.05N EDTA標準溶液，乙二胺四乙酸二鈉的稱量為
9.3055克，即186.13×0.05＝9.3065。
2.EDTA標準溶液的標定 稱取分析純鋅粒或鋅粉1.6342克𦵑，加1：1鹽酸𦲂
20∼30毫升，片刻後即可完全溶解𦿞，用蒸餾水稀釋至1升，即為0.05N鋅基
準液。移取此鋅基準液25毫升於250毫升燒杯中，加蒸餾水25毫升，用分析
純氨水中和至微㻧性，加氫氧化銨－氯化銨緩沖液5毫升。加鉻黑T指示劑5
滴，用EDTA溶液滴定，滴至溶液由紫紅色轉變為純藍色時即為終點。如耗
用EDTA溶液為25毫升，則這EDTA溶液的規度為0.05N。
2.氫氧化銨－氯化銨緩沖液 溶解20克分析純氯化銨於適量蒸餾水中，加入
100毫升25%分析純氨水(比重0.9)，然後用蒸餾水稀釋至1升(此NH4OH－
NH4Cl溶液pH值為10)。
3.鉻黑T指示劑，0.5% 稱取0.5克鉻黑T溶於40毫升99%無水乙醇中，溶液呈深
濃紫紅色，再加入60毫升分析約25%氨水，溶液即呈濃的深藍色(不需過濾，
即可儲於棕色指示劑瓶中備用，放入冰箱內保存)。這溶液遇熱，或因放置日
久，由於空氣氧化而逐漸失效時，需重新配製。
𦵑 鋅的當量＝分子量÷2＝65.37＋2＝32.685。因此要配製0.05N鋅基準液，
鋅的稱量為1.6342克，即32.685×0.05＝1.6342
𦲂 1：1鹽酸 量取1份體積分析純鹽酸(比重1.18)加同體積蒸餾水。
𦿞 鋅粒溶於鹽酸溶液中，生成氯化鋅並放出氫氣：Zn＋2HCl→ZnCl2＋H2↑
固體鉻黑T與分析純氯化鈉銨1：100混合研細可長期使用。
注：1.鉻黑T本身是酸㻧指示劑，在pH小於6時呈酒紅色，pH在8∼10時呈藍
色，pH大於12時呈橙黃色，它有兩個氫離子可離解，結構式為：
2.鉻黑T與Ca++、Mg++離子形成穩定的紅色絡合物，結構式為：
3.鉻黑T指示劑指示終點的反應過程如下：
在一定的pH值時(pH值＝10時)，用乙二胺四乙酸二鈉鹽滴定水中鈣離子Ca++
、鎂離子Mg++，以鉻黑T為指示劑，在到達終點前鉻黑T與一部分鈣，鎂離子
生成穩定的絡合物(但不如EDTA與Ca++、Mg++所生成的絡合物穩定)，呈現出
葡萄酒紅色。反應式如下：
Ca++(或Mg++)＋EBT→CaEBT(或MgEBT)
藍色 葡萄酒紅色
這時，過量的鈣、鎂離子仍為游離狀態。
開始滴入EDTA後，EDTA與游離的Ca++、Mg++形成無色絡合物。反應式如下
：
Ca++＋EDTA→CaEDTA
鈣離子 無色
Mg++＋EDTA→MgEDTA
鎂離子 無色
當用EDTA滴定到達終點時，游離的鈣、鎂離子已被絡合完畢，EDTA自絡黑
T的葡萄酒紅色絡合物CaEBT(或MgEBT)中，逐步奪取鈣、鎂離子而使鉻黑T
指示劑游離，溶液由紫紅色變為鉻黑T的藍色即為終點。滴定過量後溶液完
全變為藍色。反應式如下：
CaEBT(或MgEBT)＋EDTA→
葡萄酒紅色
CaEDTA(或MgEDTA)＋EBT
無色 藍色
4.當用EDTA滴定鈣與鎂的混合溶液時，Ca++首先被EDTA奪去，隨後Mg++也
被EDTA絡合，至Mg++被絡合完畢，才看出鉻黑T指示劑的顏色，因而測得的
是鈣、鎂總硬度。
EDTA法測定總硬度操作：用單標移液管吸取水樣50毫升置於250毫升錐形瓶
中，加NH4OH－NH4Cl緩沖溶液5毫升，鉻黑T指示劑5滴，搖勻。然後用0.05
N EDTA溶液滴定，滴至由紅色轉變為紫色，再變為純藍色即為終點。
計算：總硬度(以CaCO3 ppm計)
＝所耗0.05N EDTA毫升數×0.05×0.05×20000
＝所耗0.05N EDTA毫升數×0.0025×20000
＝所耗0.05N EDTA毫升數×50
計算舉例：依照上述測定法，取水樣50毫升，耗用0.5NEDTA溶液2.4毫升，
則達水樣的總硬度為120ppm。
總硬度(以CaCO3 PPm計)
＝所耗0.05N EDTA毫升數×50＝2.4×50＝120
一般水樣總硬度分析，用0.01N EDTA溶液作滴定劑(稱取1.8613克乙二胺四乙
酸二鈉溶於1000毫升蒸餾水中)，並取水樣為25毫升置於50毫升比色管中，依
照上法進行測定。如耗用玻璃滴管中0.01N EDTA溶液一滴即為1ppm，這樣計
算便利。
計算：總硬度(以CaCO3ppm計)
＝所耗0.01N EDTA毫升數×0.01為0.05×40000
＝所耗0.01N EDTA毫升數×20
取水樣25毫升(一般日常分析時取水樣25毫升已經可以了)，來分析水的總硬
度，用0.01N EDTA溶液採滴定，如耗用0.01NEDTA為1毫升，那麼代入上計
算，即可知道，這種水樣的總硬度為20ppm。
由此推如：
耗用0.01N EDTA為1毫升＝20ppm
耗用0.01N EDTA為0.5毫升＝10ppm
耗用0.01N EDTA為0.1毫升＝2ppm
耗用0.01N EDTA為0.05毫升＝1ppm
我們知道，玻璃滴管上1毫升容量，刻度分為10小格，每小格容量為0.1毫升
，又可說每小格容量為兩滴，每滴為0.05毫升。因此，可以寫作：
1毫升＝10小格＝20滴
1滴＝0.05毫升＝1ppm
計算舉例：依照上述測定法，取水樣25毫升，耗用0.1NEDTA溶液5.8毫升，
則這水樣的總硬度為116ppm。
總硬度(以CaCO3ppm計)
＝所耗0.01N EDTA毫升數×20＝5.8×20＝116
各主頁Update 日期
