在日常生活中，水的硬度是一个重要的水质指标，它主要由水中钙、镁等二价金属离子的含量决定。本实验通过EDTA滴定法，测定水样中钙离子的浓度，从而计算出水的总硬度，为水质分析提供科学依据。
一、实验目的
1. 掌握EDTA滴定法的基本原理及操作方法。
2. 学习如何通过滴定法测定水样中的钙离子含量。
3. 理解水的总硬度的定义及其在实际应用中的意义。
二、实验原理
EDTA（乙二胺四乙酸）是一种常用的螯合剂，能够与多种金属离子形成稳定的络合物。在pH值为10左右的条件下，Ca²⁺与EDTA可按1:1的比例反应生成无色的络合物。实验中使用铬黑T作为指示剂，在滴定终点时，溶液的颜色由酒红色变为纯蓝色，表明反应完成。
通过已知浓度的EDTA标准溶液对水样进行滴定，根据消耗的EDTA体积计算出水样中钙离子的含量，进而得出水的总硬度。
三、实验仪器与试剂
- 仪器：酸式滴定管、锥形瓶、移液管、量筒、烧杯、磁力搅拌器
- 试剂：
- EDTA标准溶液（0.01 mol/L）
- 铬黑T指示剂
- 氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）
- 待测水样
四、实验步骤
1. 准确移取50 mL待测水样于锥形瓶中。
2. 加入5 mL氨-氯化铵缓冲溶液，调节pH至约10。
3. 滴加2-3滴铬黑T指示剂，溶液呈酒红色。
4. 用已知浓度的EDTA标准溶液进行滴定，边滴边摇动锥形瓶，直至溶液由酒红色变为纯蓝色，且30秒内不褪色为止。
5. 记录滴定所用EDTA的体积，重复实验三次，取平均值。
五、数据记录与处理
| 实验次数 | EDTA体积（mL） |
|----------|----------------|
| 1| 12.3 |
| 2| 12.4 |
| 3| 12.5 |
平均体积：12.4 mL
EDTA浓度：0.01 mol/L
水样体积：50 mL
计算公式：
$$ \text{Ca}^{2+} \text{浓度} = \frac{C_{\text{EDTA}} \times V_{\text{EDTA}}}{V_{\text{水样}}} $$
$$ \text{Ca}^{2+} \text{浓度} = \frac{0.01 \times 12.4}{50} = 0.00248 \, \text{mol/L} $$
水的总硬度（以CaCO₃计）：
$$ \text{总硬度} = 0.00248 \times 100.09 = 0.248 \, \text{mg/L} $$
六、实验结论
通过本次实验，成功测定了水样中钙离子的含量，并计算出其总硬度为0.248 mg/L（以CaCO₃计），说明该水样属于软水范畴。实验过程中操作规范，结果准确可靠，进一步加深了对EDTA滴定法的理解和掌握。
七、注意事项
- 滴定过程中应保持溶液充分混匀，避免局部过浓或过稀。
- 指示剂加入量不宜过多，以免影响终点判断。
- 实验结束后，应及时清洗仪器，防止残留物质影响下次实验。
通过本次实验，不仅掌握了水硬度测定的基本方法，也提高了实验操作技能和数据分析能力，为今后从事相关领域的研究打下了坚实的基础。
