主题：【实验】无机实验之石灰石中钙、镁含量的测定

石灰石中钙、镁含量的测定

目的原理

实验目的

1. 练习酸溶法的溶样方法；

2. 掌握络合滴定法测定石灰石或白云石中钙、镁含量的方法和原理；

3. 了解沉淀分离法在本测定中的应用；

4. 练习沉淀分离中的一些基本操作技术，如沉淀、过滤、洗涤等。

实验原理

石灰石、白云石的主要成分为CaCO3和MgCO3，此外，还常常含有其他碳酸盐、石英、FeS2、粘土、硅酸盐和磷酸盐等。石灰石、白云石中钙、镁含量测定的原理如下：

1.试样的溶解：一般的石灰石、白云石，用盐酸就能使其溶解，其中钙、镁等以Ca2+、Mg2+等离子形式转入溶液中。有些试样经盐酸处理后仍不能全部溶解，则需以碳酸钠熔融，或用高氯酸处理，也可将试样先在950-1050℃的高温下灼烧成氧化物，这样就易被酸分解(在灼烧中粘土和其他难于被酸分解的硅酸盐会变为可被酸分解的硅酸钙和硅酸镁等)。

2.干扰的除去：白云石、石灰石试样中常含有铁、铝等干扰元素，但其量不多，可在pH值为5.5-6.5的条件下使之沉淀为氢氧化物而除去。在这样的条件下，由于沉淀少，因此吸咐现象极微，不致影响分析结果。

3.钙、镁含量的测定：将白云石、石灰石溶解并除去干扰元素后，调节溶液酸度至pH≥12，以钙指示剂指示终点，用EDTA标准溶液滴定，即得到钙量。再取一份试液，调节其酸度至pH≈10，以铬黑T(或K-B指示剂)作指示剂，用EDTA标准溶液滴定，此时得到钙、镁的总量。由此二量相减即得镁量，其原理与EDTA溶液之标定相同，此处从略。

仪器药品

0.02mol/dm3EDTA标准溶液、1+1HCl溶液、1+1氨水、NH3-NH4Cl缓冲液(pH≈10)、10%NaOH溶液、钙指示剂、铬黑T指示剂、K-B指示剂、0.2%甲基红指示剂、镁溶液、1+1三乙醇胺溶液。

过程步骤

一、试液的制备

准确称取石灰石或白云石试样0.5～0.7g，放入250ml烧杯中，徐徐加入8-10ml 1+1HCl溶液，盖上表面皿，用小火加热至近沸，待作用停止，再用1+1HCl溶液检查试样溶解是否完全?(怎样判断?)如已完全溶解，移开表面皿，并用水吹洗表面皿。加水50ml，加入1-2滴甲基红指示剂，用1+1的氨水中和至溶液刚刚呈现黄色。(为什么?) （在教学时数允许时，除去Fe3+、Al3+等干扰离子可采用分离的方法，这样可以对沉淀、分离、洗涤等操作再进行一次训练。时数不足时，可以采用加掩蔽剂的方法，即在石灰石、白云石试样经酸溶解完全后，用容量瓶稀释至250ml。然后在测定钙量和钙、镁合量时吸出25ml溶液中加1+1三乙醇胺溶液3ml，其他步骤不变。）煮沸1～2min，趁热过滤于250ml容量瓶中，用热水洗涤7～8次。冷却滤液，加水稀释至刻度，摇匀，待用。

二、钙量的滴定

先进行一次初步滴定，(进行初步滴定的目的是为了便于在临近终点时才加入NaOH溶液，这样可以减少Mg(OH)2对Ca2+离子的吸附作用，以防止终点的提前到达。)吸取25ml试液，以25ml水稀释，加4ml 10%NaOH溶液，摇匀，使溶液pH达12-14左右，再加约0.01g钙指示剂(用试剂勺小头取一勺即可)，用EDTA标准溶液滴定至溶液呈蓝色(在快到终点时，必须充分振摇)，记录所用EDTA溶液的体积。然后作正式滴定：吸取25ml试液，以25ml水稀释，加入比初步滴定时所用约少1ml的EDTA溶液，再加入4ml10%NaOH溶液，然后再加入0.01g钙指示剂，继续以EDTA滴定至终点，记下滴定所用去的体积V1。

三、钙、镁总量的滴定

吸取试液25ml，以25ml水稀释，加入5ml NH3-NH4Cl缓冲溶液，使溶液酸度保持在pH = 10左右，摇匀，再加入0.01g铬黑T指示剂 (或K-B指示剂)，以EDTA标准溶液滴定至终点，记下滴定所用去的体积V2。

分析思考

1.络合滴定法测定石灰石或白云石中钙、镁含量的原理是什么?这时钙、镁共存，相互有无妨碍?为什么?

2.怎样分解石灰石或白云石试样?用酸溶解时，应注意什么?怎样知道试样溶解已经完全?

3.用1+1氨水中和溶液至刚刚使甲基红指示剂呈现黄色时溶液的pH值为多少?

4.本法测定钙、镁含量时，试样中存在的少量铁、铝等物质有干扰吗?用什么方法可以除去铁、铝的干扰?