溶液标定是以标准溶液为滴定剂吗

实验7　石灰石中钙、镁含量的测定

实验目的

(1)掌握配位滴定法测定石灰石中钙、镁含量的方法和原理;

(2)巩固配位滴定中指示剂的选择和应用。

实验原理

石灰石的主要成分是CaCO₃，同时也含有一定量的MgCO₃及少量的Al、Fe、Si等杂质。按照经典方法，需用碱性熔剂熔融分解试样，制成溶液，分离除去SiO₂和Fe³⁺、Al³⁺等，然后测定钙和镁，这样过程太繁。若试样中含酸不溶物较少，通常用酸溶解试样，不经分离直接用EDTA标准溶液进行滴定。

试样溶解后，Ca²⁺、Mg²⁺共存于溶液中，然后以铬黑T为指示剂，用EDTA进行滴定。在pH=6.3～11.3的水溶液中，铬黑T本身呈蓝色，它与Ca²⁺、Mg²⁺形成的配合物呈紫红色，滴定至由紫变蓝即为终点。

本实验是在pH=10时，以铬黑T作指示剂，用EDTA标准溶液滴定溶液中的Ca²⁺和Mg²⁺两种离子总量;于另一份试液中，在pH＞12时，Mg²⁺成Mg(OH)₂沉淀。加入钙指示剂，用EDTA标准溶液单独测定Ca²⁺，然后由总量减去钙量，即得镁量。

测定钙、镁时，对不同试样，掩蔽干扰离子的方法不尽相同。在酸性条件下，加入三乙醇胺和酒石酸钠以掩蔽试液中Fe³⁺、Al³⁺，然后再碱化;在碱性条件下可用KCN掩蔽Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子^①;对于Cu²⁺、Ti²⁺、Cd²⁺、Bi³⁺等重金属离子的干扰不易消除，加入铜试剂(DDTC)，掩蔽效果较好。

仪器与药品

仪器:酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶、烧杯。

药品:0.02mol·L^－1EDTA标准溶液、1∶1HCl溶液、10%NaOH溶液、1%钙指示剂、1%铬黑T指示剂、NH₃·H₂O－NH₄Cl缓冲溶液(pH=10)、1∶2三乙醇胺水溶液、石灰石样品。

实验步骤

1．试液的制备

准确称取试样0.25～0.3g于250mL烧杯中，加少量水湿润，盖上表面皿，从烧杯嘴中滴加1∶1HCl4～6mL，小火加热使之溶解^②。冷却后定量地转入250mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀备用。

2．钙、镁总量的测定

准确吸取试样25.00mL于锥形瓶中，加20mL水，5mL三乙醇胺，摇匀。再加入10mLNH₃·H₂O－NH₄Cl缓冲溶液，摇匀。最后加入少许铬黑T指示剂，然后用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色(或蓝绿色)，即为终点。记录体积读数，平行测定3次。

3．钙含量的测定

准确吸取25.00mL试液于锥形瓶中，加20mL水和5mL三乙醇胺溶液，摇匀。再加入10mLNaOH溶液^③，钙指示剂少许(米粒大小)，摇匀后，用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色恰变为蓝色，即为终点，记下体积读数，平行测3次。

4．计算

根据EDTA溶液的浓度和所消耗的体积，分别计算试样中MgO和CaO的质量分数并求出测定误差。

注释

①用来掩蔽Fe³⁺等离子的三乙醇胺，必须在酸性溶液中加入，然后再碱化，否则Fe³⁺易生成Fe(OH)₃沉淀而不易被掩蔽;KCN是剧毒物，只允许在碱性溶液中使用，若加入酸性溶液中，则产生剧毒的HCN气体逸出，对人有严重危害。

②如试样用酸溶解不完全，则残渣可用Na₂CO₃熔融，再用酸浸取。浸取液与试液合并。在一般分析工作中，残渣作为酸不溶物处理，可不必考虑。

③测定钙含量时，若形成大量Mg(OH)₂沉淀，将吸附Ca²⁺，会使钙的结果偏低。为了克服此不利因素，可加入淀粉－甘油、阿拉伯树胶或糊精等保护胶，基本可消除吸附现象，其中以糊精的效果较好。5%糊精溶液的配制方法:将5g糊精溶于100mL沸水中，稍冷，加入5mL10%的NaOH，摇匀。加入3～5滴K-B指示剂，用EDTA溶液滴定至蓝色。临用时配制，使用时加10～15mL于试液中。

思考题

(1)为什么掩蔽Fe³⁺、Al³⁺时，要在酸性条件下加入三乙醇胺?用KCN掩蔽Cu²⁺、Zn²⁺等离子是否也可以在酸性条件下进行?

(2)用酸溶解石灰石试样前为什么要用少量水润湿?滴加HCl溶液时应怎样操作?如何检查试样是否完全溶解?

(3)试述配位滴定法测定石灰石中钙和镁含量的原理，并写出计算公式。

(4)将烧杯中已溶解好的试样转移到容量瓶以及稀释到刻线时，应怎样操作?需注意什么?