文章詳情
鈣、鎂氧化物的測(cè)定
日期：2025-02-11 07:26
瀏覽次數(shù)：2922
摘要：
鈣、鎂氧化物的測(cè)定
SD 202.9—86
Determination for calcium and magnesium oxide
本方法適用于測(cè)定垢和腐蝕產(chǎn)物試樣中氧化鈣和氧化鎂的含量。
垢和腐蝕產(chǎn)物的許多常見(jiàn)成分，如鐵(Ⅲ)、鋁(Ⅲ)、銅(Ⅱ)、鋅(Ⅱ)以及磷酸根、硅酸根等離子會(huì)干擾測(cè)定。根據(jù)掩蔽措施不同，可分為兩種測(cè)定方法。一是L-半胱胺酸鹽酸鹽-三乙醇胺聯(lián)合掩蔽法，適用于鐵、銅含量較低的試樣；二是銅試劑分離法，適用于鐵、銅含量較高的試樣，或在**種方法效果不好時(shí)使用。
1 概要
垢和腐蝕產(chǎn)物中的鈣和鎂，經(jīng)熔樣處理后，以離子形式存在于待測(cè)溶液中。在pH值為10的介質(zhì)中，鈣、鎂離子和酸性鉻藍(lán)K或鉻黑T形成穩(wěn)定的紫紅色絡(luò)合物。但是，這些絡(luò)合物沒(méi)有EDTA和鈣、鎂離子形成的絡(luò)合物穩(wěn)定，因此，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，除EDTA與鈣、鎂離子絡(luò)合外，還能奪取指示劑與鈣鎂離子形成的鉻合物中的鈣和鎂，使酸性鉻藍(lán)K或鉻黑T游離，顯出其本身的藍(lán)色，指示滴定終點(diǎn)。從消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，便可計(jì)算鈣、鎂含量總和，其反應(yīng)式如下：
加指示劑：
滴定過(guò)程中：
滴定終點(diǎn)時(shí)：
在pH值為12.5～13的介質(zhì)中，鎂離子形成氫氧化鎂沉錠，鈣則仍以離子形式存在。此時(shí)，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以鉻藍(lán)黑R等作指示劑，滴定至純藍(lán)色即為終點(diǎn)。測(cè)定值僅為鈣的數(shù)量。從鈣、鎂總量中減去鈣的數(shù)量，便可求得鎂的數(shù)量。
2 試劑
2.1鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mL相當(dāng)于1mgCaO)。準(zhǔn)確稱取在110℃烘干2h的碳酸鈣(CaCO3優(yōu)級(jí)純)1.785g置于250mL燒杯中，用除鹽水潤(rùn)濕，蓋上表面皿，滴加鹽酸溶液(1+1)10mL，溶解完畢后，煮沸驅(qū)趕二氧化碳，用除鹽水沖洗表面皿及杯壁，冷卻后傾入1000mL容量瓶中，用除鹽水稀釋至刻度，搖勻備用。
2.2 鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mL相當(dāng)于1mgMgO)。準(zhǔn)確稱取在800℃下灼燒2h的氧化鎂(優(yōu)級(jí)純)1.000g置于250mL燒杯中，滴加鹽酸溶液(1+1)至氧化鎂全部溶解，再滴加4～5滴鹽酸溶液(1+1)，傾入1000mL容量瓶中并稀釋至刻度，搖勻備用。
2.3鉻藍(lán)黑R指示劑。稱取鉻藍(lán)黑R(C2H213N2O5SNa)0.5g，加入經(jīng)110℃干燥過(guò)的氯化鉀50g，在研缽中研細(xì)，混勻后放置于棕色廣口瓶中備用。
2.4酸性鉻藍(lán)K-萘酚綠B指示劑。稱取酸性鉻藍(lán)K(C10H9O12S3Na3)0.5g、萘酚綠B1.00g和預(yù)先在110℃干燥的氯化鉀50g，研細(xì)、混勻后放置于棕色廣口瓶備用。
2.5三乙醇胺溶液(1+4)。量取濃三乙醇胺［HN(C2H4OH)3］20mL，加除鹽水80mL，混勻即可。
2.62.5%銅試劑。稱取銅試劑-二乙基二硫代胺基甲酸鈉［(C2H5)2NCS2Na· 3H2O］2.5g，溶于100mL除鹽水中，過(guò)濾后使用。
2.71%L-半胱胺酸鹽酸鹽溶液。稱取L-半胱胺酸(C3H7O2NS)1g溶于60mL除鹽水中，加4mL鹽酸溶液(1+1)，稀釋至100mL?；蛘咧苯臃Q取L-半胱胺酸鹽酸鹽1.3g，用60mL除鹽水溶解，加2mL鹽酸溶液(1+1)，稀釋至100mL。
2.8pH值為10的氨緩沖溶液。稱取20g氯化銨，溶于500mL除鹽水中，加入150mL濃氨水，稀釋至1L。
2.9 2mol/L氫氧化鈉溶液。
2.10 氨水(1+1)。
2.11EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。取乙二胺四乙酸二鈉(C10H14O8N2Na2·2H2O)1.9g，溶于200mL除鹽水中，稀釋至1L。
a.EDTA對(duì)氧化鈣(CaO)滴定度的標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取5mL鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mL相當(dāng)于1mgCaO)，加水至100mL，按測(cè)定方法中3.1.1款測(cè)定鈣的操作步驟進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)作空白試驗(yàn)。EDTA對(duì)鈣(CaO)滴定度TCaO按下式計(jì)算：
式中 C——鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的含量，mg/mL；
V——吸取鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a1——標(biāo)定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a0——空白試驗(yàn)時(shí)所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL。
b.EDTA對(duì)氧化鎂(MgO)滴定度的標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mL相當(dāng)于1mgCaO)5mL，鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mL相當(dāng)于1mgMgO)2mL，按3.1.2款鈣鎂總量的測(cè)定操作步驟進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)作空白試驗(yàn)。EDTA對(duì)氧化鎂(MgO)的滴定度TMgO按下式計(jì)算：
式中 C——鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的含量，mg/mL；
V——吸取鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；mL；
a2——標(biāo)定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a1——對(duì)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a0——空白試驗(yàn)所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL。
3 測(cè)定方法
3.1 L-半胱胺酸鹽酸鹽-三乙醇胺聯(lián)合掩蔽法。
3.1.1 鈣的測(cè)定
準(zhǔn)確吸取待測(cè)試液VmL(含CaO0.1mg以上)，注入250mL錐形瓶，加除鹽水至100mL，用2mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值約為10左右(用pH試紙檢驗(yàn))。加2mol/L氫氧化鈉3mL，三乙醇胺溶液(1+4)2mL，1%L-半胱胺酸鹽酸鹽3～4mL，0.05g鉻藍(lán)黑R指示劑。立即用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液在劇烈搖動(dòng)下滴定至溶液由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色，即為終點(diǎn)，同時(shí)作空白試驗(yàn)。
3.1.2 鈣、鎂總量的測(cè)定
準(zhǔn)確吸取待測(cè)溶液VmL(鈣、鎂總量大于0.15mg)注入250mL錐形瓶，加除鹽水稀釋至100mL，用氨水(1+1)調(diào)節(jié)pH值到8左右(用pH試紙檢驗(yàn))。加pH值為10的氨緩沖溶液5mL，三乙醇胺溶液(1+4)2mL，1%L-半胱胺酸鹽酸鹽溶液3～4mL，酸性鉻藍(lán)K-萘酚綠B指示劑約0.05g。立即用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液在劇烈搖動(dòng)下滴定至溶液由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色，即為滴定終點(diǎn)，同時(shí)作空白試驗(yàn)。
3.2 銅試劑分離法
3.2.1 鈣的測(cè)定
準(zhǔn)確吸取待測(cè)試液VmL(含氧化鈣0.1mg以上，五氧化二磷量小于1mg)，注入50mL燒杯中，用2mol/L氫氧化鈉將試液的pH值調(diào)至5～6，加2.5%銅試劑2mL。銅、鐵等干擾離子形成沉淀。
沉淀物用定量濾紙過(guò)濾，用除鹽水充分洗滌沉淀物。將濾液和洗滌液都收集于250mL錐形瓶中，用2mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10左右(用pH試紙檢驗(yàn))。然后按3.1.1款鈣測(cè)定的操作完成滴定，同時(shí)作空白試驗(yàn)。
3.2.2 鈣、鎂總量的測(cè)定
準(zhǔn)確吸取待測(cè)試液VmL(鈣、鎂總量大于0.15mg，五氧化二磷量小于10mg)注入50mL燒杯中，用2mol/L氫氧化鈉溶液將試液的pH值調(diào)至5～6，加2.5%銅試劑2mL，使銅、鐵等干擾離子形成沉淀。
沉淀物用定量濾紙過(guò)濾，用除鹽水充分洗滌沉淀物。將濾液和洗滌液一并收集于250mL錐形瓶中，總體積約100mL，用氨水(1+1)調(diào)節(jié)溶液的pH值為8左右(用pH試紙檢驗(yàn))。然后按3.1.2款鈣、鎂總量測(cè)定的操作完成滴定，同時(shí)做空白試驗(yàn)。
4 計(jì)算及允許差
4.1 試樣中鈣(CaO)的百分含量x(%)按下式計(jì)算：
4.2 試樣中鎂(MgO)的百分含量x(%)按下式計(jì)算：
上兩式中 TCaO——EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鈣的滴定度，mg/mL；
TMgO——EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鎂的滴定度，mg/mL；
a2——滴定鈣、鎂總量所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a1——滴定鈣所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
a0——空白試驗(yàn)所消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
m——試樣質(zhì)量，mg；
V——取待測(cè)試液的體積，mL。
4.3 鈣、鎂測(cè)定結(jié)果的允許差見(jiàn)表9-1。
表9-1鈣、鎂測(cè)定結(jié)果的允許差(%)
氧化鈣或氧化鎂含量 | 氧化鈣允許差 | 氧化鎂允許差 | ||
同一化驗(yàn)室 | 不同化驗(yàn)室 | 同一化驗(yàn)室 | 不同化驗(yàn)室 | |
≤2 ＞2～5 ＞5～10 ＞10～30 ＞30～50 50以上 | 0.3 0.4 0.5 0.6 1.0 1.2 | 0.6 0.8 1.0 1.2 2.0 2.4 | 0.4 0.5 0.6 0.8 — — | 0.8 1.0 1.2 1.6 — — |
注：①測(cè)定鈣時(shí)，除了用鉻藍(lán)黑R作指示劑外，還可采用鈣紅、鈣黃綠素等。
②測(cè)定鈣時(shí)，采用鉻藍(lán)黑R等作指示劑滴定的終點(diǎn)應(yīng)為純藍(lán)色。測(cè)定鈣、鎂總量時(shí)，采用酸性鉻藍(lán)K-萘酚綠B作指示劑滴定的終點(diǎn)為藍(lán)色。但是，在不分離、直接測(cè)定情況下，滴定終點(diǎn)的顏色隨干擾離子含量和干擾離子種類的不同，可以是藍(lán)色——灰藍(lán)色——綠藍(lán)色，這些顏色均屬正常。若感到終點(diǎn)不易觀察，可采用銅試劑分離干擾離子的方法測(cè)定。
③采用銅試劑分離的方法時(shí)，若滴定終點(diǎn)顏色不正常，往往是干擾離子沒(méi)有分離完全造成的。其原因是：
a)銅試劑與干擾離子生成細(xì)小沉淀，過(guò)濾時(shí)發(fā)生穿濾。當(dāng)加入2mol/L氫氧化鈉溶液后，顏色變深(黃色加深)或不透明，應(yīng)增加一張濾紙?jiān)龠^(guò)濾。
b)銅試劑加入量不足。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，試樣中氧化鐵、氧化銅含量與銅試劑加入量有如下關(guān)系：
氧化鐵、氧化銅總含量(%) 銅試劑加入量(mL)
小于50 2.0
50～80 3.0
大于80 4.0
④若發(fā)生終點(diǎn)顏色返回，往往是由陰離子干擾所造成的，可以采用如下一些措施：
a)增加稀釋倍數(shù)，以減少干擾離子含量，即適當(dāng)減少試樣。
b)在酸性條件下預(yù)先加入80%～90%的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，絡(luò)合鈣、鎂離子，然后再提高pH值，加指示劑滴定(預(yù)先加入的EDTA應(yīng)計(jì)入滴定體積)。
c)加過(guò)量EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用鈣或鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴。
⑤試液溫度低于20℃將影響絡(luò)合滴定的反應(yīng)速度，應(yīng)將水樣加熱到30℃左右進(jìn)行滴定。
⑥加銅試劑沉淀時(shí)，可加熱至沸騰再過(guò)濾。這樣能使沉淀物聚集，易過(guò)濾和洗滌。
