钙离子、钡离子的测定

《定量分析化学实验》

实验设计钙钡离子混合溶液中钙钡离子的测定学院：化学与材料科学学院专业班级：09级材料科学与工程系PBO920603学号：pb 邮箱：.钙钡离子混合溶液中钙钡离子的测定一、 实验目的复习平时分析化学实验所学习的基本原理和实验操作；学习分析化学实验方案的设计，培养独立思考和问题分析的能力，为分化实验（下）做准备。二、 实验原理钙离子和钡离子是常见的溶液离子，它们有很多相似点，也有很多不同点。本实验将通过三种方法来测定未知样中钙离子、钡离子的浓度。实验可以分别测钙离子、钡离子的含量，也可以献策钙离子钡离子的总量，再测某一离子的含量，通过计算就可以得到另外一种离子的含量。氧化还原间接滴定法测钙钡离子的总量（高锰酸钾法）试液经盐酸调至酸性，再加入过量草酸铵，然后用稀氨水中和至甲基橙显黄色，此时，Ca2和Ba2均与草酸根生成微溶性的草酸钙和草酸钡沉淀，而若溶液中含有铁、铝和镁杂质，则由于铁、铝与草酸根生成可溶性络合物，C2O2-与Mg2一起保持可溶状态留在溶液里，可以避免杂质离子的干扰。然后组成为1:1的沉淀，经过滤、洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用KMnO,标准溶液滴定试液中的0.02-，根据KMnO^标TOC\o"1-5"\h\z4 24 4准溶液的浓度和滴定所消耗的毫升数，即可计算钙钡离子总量。实验中反应方程式如下：沉淀：Ca2 C°°2-=CaC0I24 24Ba2 C202-=BaC2O4I24 24酸溶：CaC2042H=Ca2 ^2^2^4BaC02H=Ba2HC024 224滴定：2MnO2-5H2C2046H=2Mn2 10CO2T8H$由反应式可知n(Ca2,Ba2)=n(C202-)=5n(MnO-)=5•V(KMnO)•c(KMnO)222配位滴定直接滴定法测钙离子含量（EDTA法）先将钡离子以BaCrO,的形式沉淀后，再用氢氧化钠溶液调节试液的pH“2,此时Mg2生成Mg（OH）2沉淀，故可以用EDTA单独滴Ca2。滴加钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定未知样中的钙离子，从而测得钙离子含量。滴定时，溶液中Fe3,Al3等干扰测定，可用三乙醇胺掩蔽。Cu2,Zn2,Pb2等则可用Na2S掩蔽。实验中反应方程式：HYCa2=CaY2-2H2氧化还原间接滴定法测钡离子含量（重铬酸钾法）先将试液调至弱酸性，用稀氨水调节pH值，在pH值为5.5~5.9的乙酸-乙酸钠缓冲溶液介质中，加重铬酸钾溶液使Ba2生成BaCrO.，沉淀经过滤，使Ba2与Ca2分离。用热盐酸溶解BaCr^.沉淀后，在硫磷混酸介质中，用硫酸亚铁铵标准溶液滴4定试液中的钡量，根据(NH4)2FeS04标准溶液消耗的体积，间接计算Ba2的含量。本方法可用Ca-EDTA溶液掩蔽铁、铝、钙等干扰元素。实验中反应方程式如下：沉淀：Ba2CrO2-=BaCrOI44酸溶：2BaCrO2H=2Ba2 CrO2-HO4 27 2滴定：Cr2O2-6Fe214H =2Cr3 7H206Fe3由反应式可知11n(Ba2)=2n(CrO2-)=-n(Fe2)=-•V[(NH)FeSO]•c[(NH)FeSO]2733424424三、 实验试剂高锰酸钾标准溶液、草酸钠基准试剂、1:2硫酸、4%及0.1%草酸铵、0.1%甲基橙指示剂、1:1氨水、重铬酸钾标准溶液0.04mol/L、硫酸亚铁铵标准溶液0.02mol/L、浓硫酸、亚铁灵指示剂、1：4盐酸、甲基红-次甲基蓝混合指示剂、乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5%重铬酸钾溶液、磷酸混酸、1:1盐酸、N-苯代临氨基苯甲酸指示剂、钙指示剂、EDTA二钠盐、20%Na0H溶液、基准CaCO3、糊精、三乙醇胺四、 实验仪器烧杯、玻璃棒、锥形瓶、滴定管、移液管、容量瓶、电热板、洗瓶、胶头滴管五、 实验步骤假设本实验中钙钡离子总浓度在0.1mol/L左右。1、氧化还原间接滴定法测钙钡离子的总量(高锰酸钾法).KMnO4标准溶液的标定准确称取0.15~0.2g干燥的基准Na2C2O^三份，分别置于250mL烧杯中，加入150mL水溶解，加热近沸腾，加入1:2HSOa10mL，此时溶液温度应在70~85弋之间，24立即用KMnOA标准溶液滴定。开始时，KMnOA溶液加入后褪色很慢，所以必须等前一滴溶液褪色后再加第二滴。当接近终点时，反应亦较慢，必须保持温度不低于60T，并小心逐滴加入，直到溶液出现粉红色半分钟不退即为终点。记下所耗KMn^溶液4体积，并计算其浓度。.钙钡离子总量的测定移取三份25.00mL未知液于300~400mL烧杯中，加入水150mL、4%草酸铵溶液30ml。加热溶液近沸，加0.1%甲基橙指示剂2滴，在不断搅拌下逐滴加入1：1氨水至溶液由红色变为黄色(pH>4)，放置半小时。用致密滤纸以倾注法过滤，以0.1%(NH)CO洗涤烧杯及沉淀各5~6次，最后用冷蒸馏水洗涤烧杯及沉淀各34224次。将滤纸取下，摊开贴于烧杯壁上，用沸水150mL将沉淀洗入烧杯，并加入1:2HS010mL，此时溶液温度应在70~85T之间。用KMnOA标准溶液滴定至出现244稳定粉红色，再用玻璃棒将滤纸移入溶液，继续用KMnOA溶液滴定至微红色半分钟不褪即为终点。由所消耗的KMnO^溶液的毫升数及其浓度，计算钙钡离子总量。42、配位滴定直接滴定法测钙离子含量(EDTA法)(1).EDTA的标定配置EDTA:0.02mol/L。称取EDTA二钠盐（叫粵 ）4g与250ml烧杯中，用50ml水微热溶解后稀释至500mL。若需久置则将溶液存于聚乙烯瓶中。标定方法：准确称取基准CaCO3（110°C烘2h）0.5~0.6g（准确到0.1mg）于250mL烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，由烧杯口慢慢加入10mL1:1盐酸溶解后，将溶液定量转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。移取25.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中，加入70~80mL水，加20%的NaOH溶液5mL，加少量钙指示剂，用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色变为纯蓝色即为终点。平行标定三份，计算出EDTA溶液的浓度。（2）.钙离子含量的测定准确移取25.00ml未知样溶液于300~400ml烧杯中，加入1：4盐酸10mL，加水稀释至100mL，加3滴甲基红-次甲基蓝混合指示剂，边搅边滴加1:1氨水调节溶液出现浅绿色，加20mL左右乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH约5.5），用水稀释试液至150mL左右，加入适量糊精，加热至沸，边搅拌边滴加12mL5%重铬酸钾溶液，加热煮沸5~6min,取下，静置2h。再加入20%NaOH5mL，少量钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。平行滴定三份，根据所消耗的EDTA的毫升数计算试样中钙的含量。3、氧化还原间接滴定法测钡离子含量（重铬酸钾法）（1）.（NH4）2FeSO4的标定重铬酸钾标准溶液0.04mol/L:准确称取150〜180C烘干2h的重铬酸钾5.9〜6.1g置于250ml烧杯中，加100ml水搅拌至完全溶解，然后定量转移至500ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。硫酸亚铁铵标准溶液：0.25mol/L。称取98g分析纯硫酸亚铁铵，溶于蒸馏水中，加20ml浓硫酸，冷却后，稀释至1000ml，用重铬酸钾标定。标定方法：移取25.00mL重铬酸钾标准溶液，稀释至250mL，加20mL浓硫酸，冷却后加2~3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁溶液滴定至溶液由绿色刚好变成红蓝色为终点，平行标定三份，计算硫酸亚铁铵溶液的浓度。（2）.钡离子含量测定准确移取25.00ml未知样溶液于300~400ml烧杯中，加入1:4盐酸10mL，加水稀释至100mL，加3滴甲基红-次甲基蓝混合指示剂，边搅边滴加1:1氨水调节溶液出现浅绿色，加20mL左右乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH约5.5），用水稀释试液至180mL左右，加热至沸，边搅拌边滴加12mL5%重铬酸钾溶液，加热煮沸5~6min,取下，静置2h,用定量滤纸过滤，用乙酸钠洗涤洗净烧杯，并洗涤沉淀至无黄色铬酸根离子，再洗1~2次，用50mL1:4热盐酸将铬酸钡溶解于400mL烧杯中，用热水洗净滤纸，将试液用水稀释至150~170mL，冷却至室温，加15mL硫磷混酸，N-苯代临氨基苯甲酸指示剂3滴，在搅拌下用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至紫红色消失（溶液呈黄绿色或亮绿色）为终点。六、 注意事项在本次试验中，加入指示剂的量要适宜，过多过少都不易辨认终点。在用EDTA滴定钙离子时，接近终点时要慢，并且充分摇动溶液，避免Mg（OH）2沉淀吸附钙离子而引起钙结果偏低。在测定总量时，如果含有大量镁，则需要进行重沉淀，活用草酸二甲酯均匀沉淀法来减少镁的共沉淀。在测定钡离子时，用氨水调节试液出现浅绿色时为佳，过量，pH