蔗糖浸取氫氧化鈣的研究

蔗糖浸取氫氧化鈣的研究

目前，還沒(méi)有確定石灰乳液中氫氧化鈣的測(cè)定方法，也沒(méi)有報(bào)道。由于石灰乳中除了含有微溶于水的氫氧化鈣外,還含有碳酸鈣、硫酸鈣等難溶于水的鈣鹽,因此需要設(shè)計(jì)一套能夠有效排除其它鈣鹽干擾,從而準(zhǔn)確測(cè)出Ca(OH)2含量的方案。本文改用蔗糖作浸取劑,用乙二胺四乙酸(EDTA)標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定,試驗(yàn)表明,蔗糖對(duì)高純碳酸鈣灼燒成的氧化鈣的浸取率很高,達(dá)到了99%以上,而對(duì)其它鈣鹽的浸取率很低,只有百分之零點(diǎn)幾,因此可以忽略它們的干擾。該方法有效排除其它鈣鹽雜質(zhì)的干擾,結(jié)果可靠,是測(cè)定石灰乳中Ca(OH)2含量的一個(gè)切實(shí)可行的方法。1實(shí)驗(yàn)部分1.1碳酸鈣和其它鈣鹽石灰石中有效氧化鈣可與蔗糖反應(yīng)生成溶解度較大的蔗糖鈣,C11H22O11+CaO+H2O=C11H22O11·CaO·2H2O,而試樣中的碳酸鈣和其它鈣鹽則不與蔗糖反應(yīng)。故用蔗糖來(lái)浸取石灰乳中的Ca(OH)2,分取母液,加入三乙醇胺溶液和L-半胱氨酸溶液掩蔽溶液中的鐵(Ⅲ)、鋁(Ⅲ)、鎳(Ⅱ)、錳(Ⅱ)等干擾,并予加EDTA以減少鎂對(duì)鈣的吸附,加入氫氧化鉀使得待測(cè)溶液pH達(dá)到12.5以上,以鈣黃綠素為指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色螢光消失即為終點(diǎn)。1.2鈣黃素的合成EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液:0.01mol/L,在電子天平上準(zhǔn)確稱取3.7224gEDTA固體于250mL燒杯中,加入數(shù)粒氫氧化鉀固體,加入100mL水,加熱溶樣后,移入1000mL容量瓶中,以水稀至刻度,搖勻(用時(shí)需標(biāo)定)。Ca(OH)2標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取高純碳酸鈣2.7023g于300mL燒杯中,用水潤(rùn)濕,加表皿,小心從杯咀處加入15mLHCl(1+1),加熱至沸騰,取下冷卻后,移入500mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,此溶液1mL含有4mgCa(OH)2。三乙醇胺(1+2):10mL三乙醇胺溶液加入20mL蒸餾水。L-半光胺酸(10g/L):準(zhǔn)確稱取L-半光胺酸10g,加入10mLH2O,1mL鹽酸溶解后再稀釋到100mL,混勻。KOH溶液(46%):稱取92g氫氧化鉀固體于250mL燒杯中,加入200mLH2O,攪拌,固體溶解后,移入塑料瓶中。鈣黃綠素指示劑:稱取0.2g鈣黃綠素,0.18g百里酚酞,20g硫酸鉀研磨均勻,貯于磨口瓶中即可。分析用水均為去離子水。1.3koh-創(chuàng)新糖酸酯標(biāo)準(zhǔn)溶液分取ρ(CaO)=1.0mg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL于250mL錐形瓶中,加溫水50mL;加三乙醇胺(1+2)2mL,L-半光胺酸(10g/L)1mL,預(yù)加EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液約30mL,加入KOH溶液(46%)5mL,加少許鈣黃綠素指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液繼續(xù)滴定至溶液綠色螢光消失為終點(diǎn)。滴定體積:V1=35.85、V2=35.85、V3=35.85、V4=35.85、空白:0.00、V(平均)=35.85。1.4移液管、吸量管、盤瓶管酸式滴定管(50mL);分析天平;振蕩器;移液管(25mL);吸量管(5mL);燒杯(100mL);錐形瓶(250mL);容量瓶(250mL)。1.5edta標(biāo)準(zhǔn)溶液配制取兩個(gè)干燥的100mL燒杯,將樣品(漿狀)充分混勻后,用吸量管吸取約1mL漿狀物于干燥的稱量過(guò)的回過(guò)零的燒杯中,稱取重量。用水將燒杯中的漿狀物沖入干燥的250mL錐形瓶中,以水洗凈小燒杯,溶液合并于250mL錐形瓶中,加30mL新煮沸經(jīng)冷卻的蒸餾水,搖勻,加10g蔗糖,立即蓋上橡膠塞,于振蕩器上振蕩15min。取下,將溶液移入到250mL容量瓶中,以水洗凈錐形瓶,溶液合并于容量瓶中,加水至刻度并搖勻。以中速濾紙干過(guò)濾,分取濾液25.00mL于250mL錐形瓶中,加入50mL水,加1mL三乙醇胺(1+1),加1mLL-半光胺酸(10g/L),加46%KOH溶液5mL,少許鈣黃綠素指示劑,在黑色背景下,以EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液綠色螢光消失為終點(diǎn)。結(jié)果計(jì)算:式中:C———EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;V———試液滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;M———Ca(OH)2的摩爾質(zhì)量,g/mol;m———稱取試樣的質(zhì)量,g。1.6條件試驗(yàn)1.6.1edta浸取碳酸鈣實(shí)驗(yàn)(1)準(zhǔn)確稱取0.2500g石灰石標(biāo)樣三份,于250mL錐形瓶中,加入50mL水EDTA溶液,加入60mL水,10mL三乙醇胺(1+2)溶液,加熱微沸,取下(此時(shí)錐形瓶?jī)?nèi)無(wú)沉淀,碳酸鈣可能被EDTA浸取),加5mL46%KOH(pH>12)溶液,加少許鈣黃綠素指示劑,在黑色背景下,用Ca(OH)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色螢光出現(xiàn)為終點(diǎn)。注:設(shè)想本方案時(shí),考慮到EDTA不能浸取碳酸鈣沉淀,但實(shí)際操作時(shí),根據(jù)滴定消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù),斷定碳酸鈣被EDTA所浸取。此時(shí)碳酸鈣浸取約50%左右。(2)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)考慮到碳酸鈣被EDTA所浸取,可能由于EDTA溶液顯弱酸性或中性,致使部分碳酸鈣分解所致。采取向溶液中加入一些堿性物質(zhì)。準(zhǔn)確稱取0.2500g石灰石標(biāo)樣于250mL錐形瓶中,加入數(shù)粒氫氧化鉀(使EDTA溶液顯堿性,試試碳酸鈣在堿性介質(zhì)中是否被EDTA所浸取),加入10mLEDTA溶液,加水60mL左右,10mL三乙醇胺(1+2)溶液,加熱微沸10min,(此時(shí)瓶?jī)?nèi)有部分沉淀未溶解),取下,加入5mL46%KOH(pH>12)溶液,加少許鈣黃綠素指示劑,在黑色背景下,用Ca(OH)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色螢光出現(xiàn)為終點(diǎn)。注:本來(lái)考慮此沉淀為碳酸鈣,但根據(jù)理論計(jì)算值,應(yīng)消耗50mL左右,而實(shí)際只消耗了23.40mL,說(shuō)明碳酸鈣仍被EDTA所浸取。詳細(xì)請(qǐng)見(jiàn)2.1結(jié)果與討論。1.6.2綠色嘴唇的制備稱取0.5000g石灰石試樣置于瓷坩堝中,放在1000℃高溫爐中灼燒1h。取出,冷卻,小心掃入干燥的250mL錐形瓶中,加50mL新煮沸經(jīng)冷卻的水(目的是除去CO2),加5g蔗糖,立即蓋上橡膠塞,放在振蕩機(jī)中振蕩5min,取下,移入250mL容量瓶中,以水洗凈錐形瓶,溶液合并于250mL容量瓶中,加水至刻度并搖勻。以中速濾紙干過(guò)濾。移取濾液25.00mL于250mL錐形瓶中,加熱水50mL,加1mL三乙醇胺(1+2),1mLL-半光胺酸(10g/L),加5mL46%KOH(pH>12)溶液,加少許鈣黃綠素指示劑,在黑色背景下,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色螢光消失為終點(diǎn)。用同樣方法做振蕩10min、15min、20min、25min、30min試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表1。1.6.3生物樣品的制備稱取0.5000g螢石(CaF2)標(biāo)樣兩份于干燥的250mL錐形瓶中,加50mL新煮沸經(jīng)冷卻的水(目的是除去CO2),加5g蔗糖,立即蓋上橡膠塞,放在振蕩機(jī)中振蕩5min,取下,將溶液移入250mL容量瓶中,以水洗凈錐形瓶,溶液全并于250mL容量瓶中,加水至刻度并搖勻。以中速濾紙干過(guò)濾。移取濾液25.00mL于250mL錐形瓶中,加熱水50mL,加1mL三乙醇胺(1+2),1mLL—半光胺酸(10g/L),加5mL46%KOH(pH>12)溶液,加少許鈣黃綠素指示劑,在黑色背景下,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色螢光消失為終點(diǎn)。用同樣方法作硅灰石(CaSiO3)、磷灰石(Ca3(PO4)2)、石膏(CaSO4·H2O)、高純碳酸鈣(碳酸鈣灼燒成氧化鈣)的試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表2。1.6.4caoh2測(cè)定按1.5節(jié)實(shí)驗(yàn)方法,進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),對(duì)石灰乳中的Ca(OH)2進(jìn)行測(cè)定,分取25.00mL濾液于250mL錐形瓶中,同時(shí)加入3mL4mg/mLCa(OH)2標(biāo)液,以EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液綠色螢光消失為終點(diǎn)。結(jié)果見(jiàn)表3。2結(jié)果與討論2.1其它鈣鹽沉淀法根據(jù)1.6.1節(jié)實(shí)驗(yàn)所示,無(wú)論是堿性介質(zhì)還是酸性介質(zhì)下,EDTA對(duì)石灰乳中的其它鈣鹽沉淀也有部分浸取,實(shí)際滴定23.40mL,而理論計(jì)算值為50mL。根據(jù)C11H22O11+CaO+H2O=C11H22O11·CaO·2H2O,而試樣中的碳酸鈣和其它鈣鹽則不與蔗糖反應(yīng)。因此選擇蔗糖作為浸取劑。2.2最佳振動(dòng)時(shí)間的選擇按照1.7.2節(jié)實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)石灰石樣品進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表1。2.3干擾試驗(yàn)按照1.7.3節(jié)的實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)各種鈣鹽標(biāo)樣進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表2。2.4標(biāo)準(zhǔn)回收率實(shí)驗(yàn)按照1.6.4節(jié)的實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)石灰乳中的Ca(OH)2的測(cè)定進(jìn)行加標(biāo)回收率的分析,分析結(jié)果見(jiàn)表3。3樣品分析3.1分析按照1.6節(jié)實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)石灰乳中Ca(OH)2進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表4。3.2試樣結(jié)果圖23.2.1以鈣黃綠素為指示劑時(shí),要求鈉鹽量要盡可能少一些,否則殘余螢光不易消失,終點(diǎn)不易觀察。3.2.2如遇有試樣結(jié)塊的現(xiàn)象,應(yīng)重新稱樣測(cè)定,否則結(jié)果偏低。3.2.4滴定時(shí)在錐形瓶底墊一黑板,觀察從上往下,光線從左前方射入為好。3.2.5室溫低時(shí)最好加熱水,避免由于EDTA與鈣絡(luò)合速度較慢造成的誤差。3.3其它鈣鹽浸取劑的選擇C(EDTA)=0.009948mol/L3.2.3因?yàn)樗杏卸趸加绊憸y(cè)定,所以應(yīng)采用煮沸排除二氧化碳的水,另外,熱水能使蔗糖與鈣生成溶解度較小的蔗糖三鈣(C11H22O11·3CaO)。所以新煮沸的水必須用流水迅速冷卻至室溫后方可使用。3.2.6滴定終點(diǎn)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)綠色螢光返回現(xiàn)象,這是由于試液中的氫氧化鎂對(duì)鈣的吸附的結(jié)果,可采取予加EDTA使大量鈣絡(luò)合,再調(diào)pH>12滴至終點(diǎn),可防止大量Mg(OH)2對(duì)鈣的吸附。3.3.1根據(jù)C11H22O11+CaO+H2O=C11H22O11·CaO·2H2O,而試樣中的碳酸鈣和其它鈣鹽則不與蔗糖反應(yīng)。因此選擇蔗糖作為浸取劑。3.3.2由表1可以看出,振蕩15min,20min,25min,30min,所得數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn),因此選擇最佳振蕩時(shí)間為15min。3.3.3由表2可以看出,