高锰酸钾法测定中钙的含量.doc

高锰酸钾法测定中钙的含量摘要 实验以高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量，要求掌握以Na2C2O4做基准物标定高锰酸钾溶液的原理、方法及滴定条件。使用间接滴定法测定物质中组分的含量，学习晶形沉淀的制备及洗涤方法。关键词：高锰酸钾法 间接滴定法 钙的含量的测定前言 市售的KMnO4常含有少量的杂质，如硫酸盐,卤化物及硝酸盐以及MnO2等，不是基准物，因此不能用精确称量高锰酸钾来直接配制标准溶液。KMnO4标准溶液常用还原剂草酸钠作基准物来标定，草酸钠不含结晶水，容易提纯，性质稳定。用草酸钠溶液标定KMnO4溶液的反应如下： 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O 滴定时可利用MnO4-离子本身的颜色指定滴定终点。 利用KMnO4法测定钙的含量，只能采用间接法测定。将样品用酸处理成溶液，使Ca2+溶解在溶液中。Ca2+在一定条件下与C2O42-作用，形成白色CaC2O4沉淀。过滤洗涤后再将CaC2O4沉淀溶于热的稀H2SO4中。用KMnO4标准溶液滴定与Ca2+1:1结合的C2O42-含量。其反应式如下： Ca2+C2O42-=CaC2O4 CaC2O4+2H+=2Ca2+H2C2O4 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O沉淀Ca2+时，为了得到易于过滤和洗涤的粗晶形沉淀，必须很好地控制沉淀的条件。通常是在含Ca2+的酸性溶液中加入足够使Ca2+沉淀完全的(NH4)2C2O4沉淀剂。由于酸性溶液中C2O42-大部分是以HC2O4-形式存在，这样会影响CaC2O4的生成。所以在加入沉淀剂后必须慢慢滴加氨水，使溶液中H+逐渐被中和，C2O42-浓度缓慢地增加，这样就易得到CaC2O4粗晶形沉淀。沉淀完毕，溶液pH值还在3.54.5，即可防止其他难溶性钙盐的生成，又不使CaC2O4溶解度太大。加热半小时使沉淀陈化（陈化的过程中小颗粒晶体溶解，大颗粒晶体长大）。过滤后，沉淀表面吸附的C2O42-必须洗净，否则分析结果偏高。 为了减少CaC2O4在洗涤时的损失，则先用稀(NH4)2C2O4溶液洗涤，然后再用微热的蒸馏水洗到不含C2O42-时为止。将洗净的CaC2O4沉淀溶解于稀H2SO4中，加热至(7585)，用KMnO4标准溶液滴定。 根据滴定所消耗的KMnO4溶液体积和基准物质Na2C2O4的质量，计算KMnO4溶液的准确浓度： Ca含量的计算公式： 实验1. 实验试剂及仪器1.1 试剂：KMnO4（固体）、Na2C2O4（AR或基准试剂）、3mol/LH2SO4、6mol/LHCl、3mol/LNH3H2O、0.25mol/L(NH4)2C2O4、10%柠檬酸铵、0.1%甲基橙指示剂、0.1%(NH4)2C2O4、0.5mol/LCaCl2、CaCO31.2 仪器：酸式滴定管、量筒、250mL锥形瓶、250mL烧杯、棕色细口试剂瓶、表面皿、漏斗、定性滤纸、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管2. 实验方法2.1 0.02mol/LKMnO4标准溶液的配制 称取l.7gKMnO4于250mL烧杯中，加200mL水，盖上表面皿加热煮沸30min，冷却后加水至500mL，用玻璃纤维漏斗过滤除杂质，滤液贮于棕色瓶中。2.2 KMnO4溶液的标定 准确称取0.2gNa2C2O4基准物于250mL烧杯中，加入30mL水及10mL3mol/LH2SO4，溶解后加热至7585，立即用待标定KMnO4的标定至溶液呈粉红色，且30s不褪色，即为终点。平行滴定5次。2.3 Ca2C2O4的制备 准确称取0.2gCaCO3置于250mL烧杯中，滴加少量蒸馏水润湿试样，盖上表面皿，从烧杯嘴处慢慢滴入6mol/L HCl溶液5mL，同时不断轻摇烧杯，使试样溶解，带停止冒泡后，小火加热至沸2分钟，冷却后在试液中加入5mL10%柠檬酸铵和50mL蒸馏水，加入2滴甲基橙指示剂，此时溶液现红色，再加入1520mL0.25mol/L（NH4)2C2O4，加热溶液7080，在不断搅拌下以每秒12滴的速度滴加3mol/L氨水至溶液由红色变为黄色。热水浴30分钟，搅拌，陈化。自然冷却，过滤。用冷的0.1%（NH4)2C2O4溶液洗涤沉淀几次，再用水洗涤至滤液中不含C2O42为止。用表面皿接取约1mL滤液，加入数滴0.5mol/L的CaCl2溶液，如无浑浊现象，证明已洗涤干净。2.4 Ca2+的含量测定 将带有沉淀的滤纸小心展开并贴在原贮烧杯的内壁上，用50mL1mol/LH2SO4溶液分多次将沉淀冲洗到杯内，用水稀释至100mL，加热至7585,用0.02mol/LKMnO4溶液滴定溶液至粉红色，再将滤纸浸入溶液中，轻轻搅动，溶液褪色后再滴加KMnO4溶液，至粉红色在半分钟内不褪色，即为终点。记录KMnO4溶液消耗的体积，计算试样中Ca2+的含量。平行滴定4次。3.结果与讨论3.1 实验数据记录3.1.1 高锰酸钾标准溶液的标定12345mNa2C2O4(g)0.20580.20340.20310.20840.2029VKMnO4(mL)30.00 29.70 29.50 30.50 29.45 nKMnO4(mol)0.00061430.00060720.00060630.00062210.0006057CKMnO4(mol/L)0.02048 0.02044 0.02055 0.02040 0.02057 CKMnO4(mol/L)0.02049绝对偏差0.000010.000050.000060.000090.00008标准偏差0.00007相对标准偏差（）0.33.1.2 钙含量的测定1234CKMnO4(mol/L)0.02049mCaCO3(g)0.20260.20000.20490.2011VKMnO4(mL)39.4039.0039.7039.10nCa2+(mol)0.0020180.0019980.0020290.002003Ca的含量（）39.8439.9639.7139.84Ca的平均含量（）39.84标准偏差（）0.10相对标准偏差（）0.253.2 实验精密度及结果表示根据实验数据， KMnO4浓度相对标准偏差Sr=s/x100=0.3，=xts/n=0.020492.780.000075=0.020490.00009(置信度为95） Ca2+含量的相对标准偏差Sr=s/x100=0.25，=xts/n=39.843.180.104=39.840.16(置信度为95）3.3 结论 误差分析：KMnO4标准溶液不稳定；温度过高草酸部分分解；CaC2O4沉淀在洗涤过程中部分溶解造成损失； 运用该套实验方案，结合实验数据及结果，精密度及误差在允许范围内，满足分析实验要求