準備するもの
【使用器具・薬品】
・ ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸２ナトリウム）（１．８６ｇ）
・ ＥＢＴ（エリオクロームブラックＴ）（０．１ｇ）
・ 塩化ヒドロキシルアンモニウム（０．９ｇ）
・ エタノール（２０ｍｌ）
・ 塩化アンモニウム（３３．８ｇ）
・ アンモニア水（２８５ｍｌ）
・ コニカルビーカー（２００ｍｌ）
・ ビュレット（２５ｍｌ）
・ メスシリンダー（１００ｍｌ）
・ スポイド
・ ビーカー
・ 市販のミネラルウォーター
【材料の入手】
・ ＥＤＴＡ（５０ｇ：１，１５０円）
・ ＥＢＴ（２５ｇ：１，８７０円）
・ 塩化ヒドロキシルアンモニウム（２５ｇ：９００円）
・ エタノール（５００ｍｌ：１，４００円）
・ 塩化アンモニウム（５００ｇ：１，２００円）
・ アンモニア水（５００ｍｌ：５３０円）
・ ミネラルウォーターは市販のものでよい
・ ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸２ナトリウム）（１．８６ｇ）
・ ＥＢＴ（エリオクロームブラックＴ）（０．１ｇ）
・ 塩化ヒドロキシルアンモニウム（０．９ｇ）
・ エタノール（２０ｍｌ）
・ 塩化アンモニウム（３３．８ｇ）
・ アンモニア水（２８５ｍｌ）
・ コニカルビーカー（２００ｍｌ）
・ ビュレット（２５ｍｌ）
・ メスシリンダー（１００ｍｌ）
・ スポイド
・ ビーカー
・ 市販のミネラルウォーター
【材料の入手】
・ ＥＤＴＡ（５０ｇ：１，１５０円）
・ ＥＢＴ（２５ｇ：１，８７０円）
・ 塩化ヒドロキシルアンモニウム（２５ｇ：９００円）
・ エタノール（５００ｍｌ：１，４００円）
・ 塩化アンモニウム（５００ｇ：１，２００円）
・ アンモニア水（５００ｍｌ：５３０円）
・ ミネラルウォーターは市販のものでよい
実験の手順
- ＥＤＴＡ１．８６ｇを５００ｍｌの精製水に溶かす。
- 塩化アンモニウム３３．８ｇを精製水１５０ｍｌで溶かした後、アンモニア水２８５ｍｌを加え、さらに精製水を加えて５００ｍｌとする。
- ＥＢＴ粉末０．１ｇと塩化ヒドロキシルアンモニウム０．９ｇをエタノール２０ｍｌで溶かす。（ＥＢＴ指示薬）
- コニカルビーカーに試料１００ｍｌをはかりとる。
- さらにアンモニア緩衝溶液を２ｍｌ加える。（溶液のｐＨは１０以上となる）
- 次にＥＢＴ指示薬を５～６滴加える。（溶液の色は赤紫色になる。）
- ビュレットにＥＤＴＡ溶液を入れ、試料中に滴下し、溶液の色が完全に青色を呈した点を終点とする。
アドバイス
- ＥＢＴ指示薬を加えすぎると終点が見えにくくなるので、うっすらと赤紫色になる程度でよい。
- この実験では、水中のミネラル分を測定することにより、水の硬度を求めている。水の硬度とは、「水中のカルシウムおよびマグネシウムの量をこれに対応する炭酸カルシウムの濃度（ｍｇ／ｌ）に換算して表したもの。」と定義されている。
- この実験で得られる総硬度は以下のように算出する。 硬 度 ＝ ＥＤＴＡの滴定量 × １０００／試料１００ｍｌ （硬度は１リットル中の量として表すため１０００をかける）
解説
この実験では金属イオンにＥＤＴＡを加え、金属キレート化合物を生成させ、それをＥＢＴのような金属指示薬で滴定しています。
ＥＤＴＡは水に溶けにくいので通常今回のような２ナトリウム塩を用いるが、その反応は以下のようになります。
Ｍ２＋＋Ｈ２Ｙ２－→ＭＹ２－＋２Ｈ＋
ＥＤＴＡは金属イオンとキレートを作るときに水素イオンを放出するので溶液のｐＨが下がって反応が進みにくくなります。したがって、このｐＨを保つため、緩衝溶液中で滴定を行う必要があります。
●硬度について
日本の水の硬度は７０～８０程度、ヨーロッパアルプスの水は石灰質の地質が多いため、ミネラル分が豊富で、それよりかなり高くなります。 硬度が高すぎる水を飲むと胃腸を壊して下痢を起こしたり、石鹸が泡立たなかったりします海外旅行をするとき生水を飲むなという理由はこんな所にもあるんです。また、一般に硬度が３００を越えると飲料水としては不適とされています。
水中のカルシウムおよびマグネシウムの成因は、主として地質からくるものですが、海水、工場排水、下水などの混入によるものもあります。水道においてはモルタルライニング管、施設の コンクリート構造物あるいは水の石灰処理によって増加することもあります。
硬水、軟水の規定は特にありませんが、以下の表を参考にして下さい。
Ｋｕｌｔの表
Ｔｈｒｅｓｈの表
Ｔｈｒｅｓｈの表
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