实验六 钙镁的测定

如题所述

测定铁矿石中钙、镁含量的分析方法主要有原子吸收光谱法(GB/T 6730.14—1986),电感耦合等离子体原子发射光谱法(GB/T 6730.63—2006),EGTA-CyDTA滴定法(GB/T 6730.13—2007)以及EDTA容量法(赵宝树,2009)。

下面仅介绍EDTA容量法。

1.原理

盐酸、氢氟酸分解试样后,在弱碱性溶液中,采用硫化钠及铜试剂使铜、铅、锌、铁等生成硫化物沉淀和铜试剂内络盐沉淀与钙镁分离,以盐酸羟胺将微量锰还原为低价锰消除其干扰,用三乙醇胺和L-半胱氨酸掩蔽残留的其他金属离子。在氨水-氯化铵缓冲溶液(pH=10)中,以酸性铬蓝K-萘酚绿B为指示剂,用EDTA络合滴定法测定钙、镁合量,另在氢氧化钾溶液中,用钙试剂为指示剂,以EDTA络合滴定法测定钙量,用差减法计算镁的含量。

2.试剂及配制

(1)氢氟酸。

(2)硝酸。

(3)高氯酸。

(4)盐酸(1+1)。

(5)三乙醇胺溶液(1+4)。

(6)盐酸羟胺。

(7)L-半胱氨酸溶液(10g/L)。

(8)硫化钠溶液(100g/L)。

(9)铜试剂溶液(30g/L)。

(10)氢氧化钠溶液(500g/L和200g/L):现用现配,贮存于塑料瓶中,并盖紧瓶盖防止吸收空气中的二氧化碳

(11)氢氧化钾溶液(200g/L):现用现配,贮存于塑料瓶中,并盖紧瓶盖防止吸收空气中的二氧化碳。

(12)氨水-氯化铵缓冲溶液(pH=10):称取67.5g氯化铵溶于200mL水中,在不断搅拌的条件下加入570mL氨水,以水定容至1000mL。

(13)钙试剂:称取0.20g2-羟基(2-羟基-4-磺酸-1-重氮萘)3-萘酸与20g的硫酸钾混合,研磨后保存于磨口瓶中。

(14)酸性铬蓝K-萘酚绿B指示剂:称取1.0g酸性铬蓝K和1.0g萘酚绿B,与100g预先在105℃条件下烘干1~2h的硫酸钾一起混匀,研细,储存于磨口瓶中。

(15)氧化钙标准溶液(1mg/mL):准确称取1.7848g的碳酸钙(优级纯,经120℃烘干)于玻璃烧杯中,用少量盐酸溶解后,煮沸除去二氧化碳,冷却后移入1000mL容量瓶中,以水定容。

(16)氧化镁标准溶液(1mg/mL):准确称取1.0000g的氧化镁(光谱纯,经650℃灼烧过)于玻璃烧杯中,用少量盐酸溶解,煮沸除去二氧化碳,冷却后移入1000mL的容量瓶中定容。

(17)EDTA标准溶液(0.02mol/L):称取8.0gEDTA溶于1000mL的水中,若浑浊需过滤。

溶液的标定:吸取25.00mL钙标准溶液和25.00mL镁标准溶液于250mL锥形瓶中,加25mL水,0.2g盐酸羟胺,5mL三乙醇胺溶液,4mLL-半胱氨酸溶液,10mL氢氧化钾溶液,0.08~0.1g钙指示剂(每加一种试剂需搅拌均匀),用EDTA标准溶液滴定至纯蓝色即为终点。

按下式计算EDTA标准溶液对氧化钙的滴定系数:

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式中:TCaO——滴定系数,单位体积EDTA标准溶液相当于氧化钙的质量,g/mL;

m——吸取氧化钙标准溶液含的氧化钙的质量,g;

V——滴定时消耗的EDTA标准溶液的体积,mL。

3.分析步骤

准确称取0.25~0.50g试样于250mL聚四氟乙烯烧杯中,加入20mL盐酸(1+1),在电热板上加热溶解数分钟。加入3~5mL硝酸和5~10mL氢氟酸后加热至近干,再加入5mL高氯酸,冒高氯酸白烟3~4min,取下。移入250mL的玻璃烧杯中,继续加热至白烟冒尽,取下稍冷,加入10mL盐酸(1+1)和20mL水,在电炉上加热使盐类溶解,取下冷却。加入少量水后,再加入5g左右的氯化铵,加热至微沸,滴加氢氧化钠溶液中和至有氢氧化物沉淀出现并伴有微氨气味。在不断搅拌的条件下,加入5mL硫化钠溶液(100g/L),加热至沸,取下迅速冷却至室温。移入预先盛有5mL铜试剂溶液的200mL容量瓶中定容,干过滤,弃去最初流下的10~15mL滤液。吸取两份50mL滤液于两个250mL锥形瓶中,分别滴定钙和钙镁合量。

钙镁合量的测定:向一份滤液中加入0.2g盐酸羟胺,5mL三乙醇胺溶液(1+4),4mLL-半胱氨酸溶液(10g/L),10mL氨水-氯化铵缓冲溶液(pH10),0.1g酸性铬蓝K-萘酚绿B指示剂(每加一种试剂需搅拌均匀),用EDTA标准溶液滴定至亮蓝色即为终点。

钙量的测定:向另一份滤液中加入012g盐酸羟胺,5mL三乙醇胺溶液,4mLL-半胱氨酸溶液,10mL氢氧化钾溶液,0.08~0.1g钙指示剂(每加一种试剂需搅拌均匀),用EDTA标准溶液滴定至亮蓝色即为终点。

4.结果计算

按下式计算氧化钙和氧化镁的含量:

w(CaO)=TCaO×(V1-V2)×100%

w(MgO)=TMgO×[(V3-V4)-(V1-V2)]×100%

式中:w(CaO),w(MgO)——CaO和MgO的质量分数,%;

V1——滴定钙量时消耗的EDTA标准溶液的体积,mL;

V2——滴定钙量时空白消耗的EDTA标准溶液的体积,mL;

V3——滴定钙镁合量时消耗的EDTA标准溶液的体积,mL;

V4——滴定钙镁合量时空白消耗的EDTA标准溶液的体积,mL;

TCaO——滴定系数,单位体积EDTA标准溶液相当的氧化钙的质量,g/mL;

TMgO——氧化钙换算成氧化镁的系数,TMgO=0.7188×TCaO,g/mL。

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