鈣離子、鋇離子的測定

《定量分析化學實驗》

實驗設計鈣鋇離子混合溶液中鈣鋇離子的測定學院：化學與材料科學學院專業(yè)班級：09級材料科學與工程系PBO920603學號：pb 郵箱：.鈣鋇離子混合溶液中鈣鋇離子的測定一、 實驗目的復習平時分析化學實驗所學習的基本原理和實驗操作；學習分析化學實驗方案的設計，培養(yǎng)獨立思考和問題分析的能力，為分化實驗（下）做準備。二、 實驗原理鈣離子和鋇離子是常見的溶液離子，它們有很多相似點，也有很多不同點。本實驗將通過三種方法來測定未知樣中鈣離子、鋇離子的濃度。實驗可以分別測鈣離子、鋇離子的含量，也可以獻策鈣離子鋇離子的總量，再測某一離子的含量，通過計算就可以得到另外一種離子的含量。氧化還原間接滴定法測鈣鋇離子的總量（高錳酸鉀法）試液經(jīng)鹽酸調(diào)至酸性，再加入過量草酸銨，然后用稀氨水中和至甲基橙顯黃色，此時，Ca2和Ba2均與草酸根生成微溶性的草酸鈣和草酸鋇沉淀，而若溶液中含有鐵、鋁和鎂雜質(zhì)，則由于鐵、鋁與草酸根生成可溶性絡合物，C2O2-與Mg2一起保持可溶狀態(tài)留在溶液里，可以避免雜質(zhì)離子的干擾。然后組成為1:1的沉淀，經(jīng)過濾、洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用KMnO,標準溶液滴定試液中的0.02-，根據(jù)KMnO^標TOC\o"1-5"\h\z4 24 4準溶液的濃度和滴定所消耗的毫升數(shù)，即可計算鈣鋇離子總量。實驗中反應方程式如下：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$由反應式可知n(Ca2,Ba2)=n(C202-)=5n(MnO-)=5?V(KMnO)?c(KMnO)222配位滴定直接滴定法測鈣離子含量（EDTA法）先將鋇離子以BaCrO,的形式沉淀后，再用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)試液的pH“2,此時Mg2生成Mg（OH）2沉淀，故可以用EDTA單獨滴Ca2。滴加鈣指示劑，用EDTA標準溶液滴定未知樣中的鈣離子，從而測得鈣離子含量。滴定時，溶液中Fe3,Al3等干擾測定，可用三乙醇胺掩蔽。Cu2,Zn2,Pb2等則可用Na2S掩蔽。實驗中反應方程式：HYCa2=CaY2-2H2氧化還原間接滴定法測鋇離子含量（重鉻酸鉀法）先將試液調(diào)至弱酸性，用稀氨水調(diào)節(jié)pH值，在pH值為5.5~5.9的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液介質(zhì)中，加重鉻酸鉀溶液使Ba2生成BaCrO.，沉淀經(jīng)過濾，使Ba2與Ca2分離。用熱鹽酸溶解BaCr^.沉淀后，在硫磷混酸介質(zhì)中，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴4定試液中的鋇量，根據(jù)(NH4)2FeS04標準溶液消耗的體積，間接計算Ba2的含量。本方法可用Ca-EDTA溶液掩蔽鐵、鋁、鈣等干擾元素。實驗中反應方程式如下：沉淀：Ba2CrO2-=BaCrOI44酸溶：2BaCrO2H=2Ba2 CrO2-HO4 27 2滴定：Cr2O2-6Fe214H =2Cr3 7H206Fe3由反應式可知11n(Ba2)=2n(CrO2-)=-n(Fe2)=-?V[(NH)FeSO]?c[(NH)FeSO]2733424424三、 實驗試劑高錳酸鉀標準溶液、草酸鈉基準試劑、1:2硫酸、4%及0.1%草酸銨、0.1%甲基橙指示劑、1:1氨水、重鉻酸鉀標準溶液0.04mol/L、硫酸亞鐵銨標準溶液0.02mol/L、濃硫酸、亞鐵靈指示劑、1：4鹽酸、甲基紅-次甲基藍混合指示劑、乙酸-乙酸鈉緩沖溶液、5%重鉻酸鉀溶液、磷酸混酸、1:1鹽酸、N-苯代臨氨基苯甲酸指示劑、鈣指示劑、EDTA二鈉鹽、20%Na0H溶液、基準CaCO3、糊精、三乙醇胺四、 實驗儀器燒杯、玻璃棒、錐形瓶、滴定管、移液管、容量瓶、電熱板、洗瓶、膠頭滴管五、 實驗步驟假設本實驗中鈣鋇離子總濃度在0.1mol/L左右。1、氧化還原間接滴定法測鈣鋇離子的總量(高錳酸鉀法).KMnO4標準溶液的標定準確稱取0.15~0.2g干燥的基準Na2C2O^三份，分別置于250mL燒杯中，加入150mL水溶解，加熱近沸騰，加入1:2HSOa10mL，此時溶液溫度應在70~85弋之間，24立即用KMnOA標準溶液滴定。開始時，KMnOA溶液加入后褪色很慢，所以必須等前一滴溶液褪色后再加第二滴。當接近終點時，反應亦較慢，必須保持溫度不低于60T，并小心逐滴加入，直到溶液出現(xiàn)粉紅色半分鐘不退即為終點。記下所耗KMn^溶液4體積，并計算其濃度。.鈣鋇離子總量的測定移取三份25.00mL未知液于300~400mL燒杯中，加入水150mL、4%草酸銨溶液30ml。加熱溶液近沸，加0.1%甲基橙指示劑2滴，在不斷攪拌下逐滴加入1：1氨水至溶液由紅色變?yōu)辄S色(pH>4)，放置半小時。用致密濾紙以傾注法過濾，以0.1%(NH)CO洗滌燒杯及沉淀各5~6次，最后用冷蒸餾水洗滌燒杯及沉淀各34224次。將濾紙取下，攤開貼于燒杯壁上，用沸水150mL將沉淀洗入燒杯，并加入1:2HS010mL，此時溶液溫度應在70~85T之間。用KMnOA標準溶液滴定至出現(xiàn)244穩(wěn)定粉紅色，再用玻璃棒將濾紙移入溶液，繼續(xù)用KMnOA溶液滴定至微紅色半分鐘不褪即為終點。由所消耗的KMnO^溶液的毫升數(shù)及其濃度，計算鈣鋇離子總量。42、配位滴定直接滴定法測鈣離子含量(EDTA法)(1).EDTA的標定配置EDTA:0.02mol/L。稱取EDTA二鈉鹽（叫粵 ）4g與250ml燒杯中，用50ml水微熱溶解后稀釋至500mL。若需久置則將溶液存于聚乙烯瓶中。標定方法：準確稱取基準CaCO3（110°C烘2h）0.5~0.6g（準確到0.1mg）于250mL燒杯中，用少量水潤濕，蓋上表面皿，由燒杯口慢慢加入10mL1:1鹽酸溶解后，將溶液定量轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。移取25.00mL上述溶液于250mL錐形瓶中，加入70~80mL水，加20%的NaOH溶液5mL，加少量鈣指示劑，用0.02mol/LEDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色變?yōu)榧兯{色即為終點。平行標定三份，計算出EDTA溶液的濃度。（2）.鈣離子含量的測定準確移取25.00ml未知樣溶液于300~400ml燒杯中，加入1：4鹽酸10mL，加水稀釋至100mL，加3滴甲基紅-次甲基藍混合指示劑，邊攪邊滴加1:1氨水調(diào)節(jié)溶液出現(xiàn)淺綠色，加20mL左右乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH約5.5），用水稀釋試液至150mL左右，加入適量糊精，加熱至沸，邊攪拌邊滴加12mL5%重鉻酸鉀溶液，加熱煮沸5~6min,取下，靜置2h。再加入20%NaOH5mL，少量鈣指示劑，用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色即為終點。平行滴定三份，根據(jù)所消耗的EDTA的毫升數(shù)計算試樣中鈣的含量。3、氧化還原間接滴定法測鋇離子含量（重鉻酸鉀法）（1）.（NH4）2FeSO4的標定重鉻酸鉀標準溶液0.04mol/L:準確稱取150?180C烘干2h的重鉻酸鉀5.9?6.1g置于250ml燒杯中，加100ml水攪拌至完全溶解，然后定量轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。硫酸亞鐵銨標準溶液：0.25mol/L。稱取98g分析純硫酸亞鐵銨，溶于蒸餾水中，加20ml濃硫酸，冷卻后，稀釋至1000ml，用重鉻酸鉀標定。標定方法：移取25.00mL重鉻酸鉀標準溶液，稀釋至250mL，加20mL濃硫酸，冷卻后加2~3滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵溶液滴定至溶液由綠色剛好變成紅藍色為終點，平行標定三份，計算硫酸亞鐵銨溶液的濃度。（2）.鋇離子含量測定準確移取25.00ml未知樣溶液于300~400ml燒杯中，加入1:4鹽酸10mL，加水稀釋至100mL，加3滴甲基紅-次甲基藍混合指示劑，邊攪邊滴加1:1氨水調(diào)節(jié)溶液出現(xiàn)淺綠色，加20mL左右乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH約5.5），用水稀釋試液至180mL左右，加熱至沸，邊攪拌邊滴加12mL5%重鉻酸鉀溶液，加熱煮沸5~6min,取下，靜置2h,用定量濾紙過濾，用乙酸鈉洗滌洗凈燒杯，并洗滌沉淀至無黃色鉻酸根離子，再洗1~2次，用50mL1:4熱鹽酸將鉻酸鋇溶解于400mL燒杯中，用熱水洗凈濾紙，將試液用水稀釋至150~170mL，冷卻至室溫，加15mL硫磷混酸，N-苯代臨氨基苯甲酸指示劑3滴，在攪拌下用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至紫紅色消失（溶液呈黃綠色或亮綠色）為終點。六、 注意事項在本次試驗中，加入指示劑的量要適宜，過多過少都不易辨認終點。在用EDTA滴定鈣離子時，接近終點時要慢，并且充分搖動溶液，避免Mg（OH）2沉淀吸附鈣離子而引起鈣結(jié)果偏低。在測定總量時，如果含有大量鎂，則需要進行重沉淀，活用草酸二甲酯均勻沉淀法來減少鎂的共沉淀。在測定鋇離子時，用氨水調(diào)節(jié)試液出現(xiàn)淺綠色時為佳，過量，pH