“ 石灰石中 Ca与 Fe 的测定”

方案的思考——鄢晓03088042

实验方法：用络合滴定法直接测定 Ca的含量，用分光光度法测定 Fe的含量。

分析：石灰石中可能存在的多种组分有3CaCO 3MgCO

2SiO Fe Al

以及少量其他重金属

用 EDTA 滴定 Ca 时，溶液中的 Mg， Al ， Fe会对滴定起干扰：

查表得：

lg 10.7k CaY lg 8.7MgY

lg 25.1FeY lg 16.1AlY

显然，如不对后三种离子进行处理，它们将消耗部分滴定剂，那么实验结果是不准确的。

那 么 ，该 怎 么 做 呢？

首先，我考虑 ：在前面我们已经学习了“络合掩蔽法”。此处，我就用它来帮助除去 这两种离子

表 1 一些常用的掩蔽剂 掩蔽剂 被掩蔽离子 pH

三乙醇胺 10

氟 化 物 >4

乙酰丙酮 5~6

邻二氮菲 5~6

…… ……

3 3Al Fe

3Al 4Sn 22TiO 2Zr

3Al 3Fe

2Cu 2Cd 2Ni 2Zn 2Co 2Hg

4Sn 22TiO

从中知 ,能同时掩蔽 有三乙醇胺和乙酰丙酮

3 3Al Fe

3Al 3Fe

选用三乙醇胺 作为本测试中的掩蔽剂 ( 原因 )

其次 , Mg2+

用的是沉淀掩蔽法。 表 2 一些常用的沉淀掩蔽剂 掩蔽剂 被掩蔽离子 被滴定离子 pH 指示剂氢氧化物 12 钙指示剂硫酸盐 10 铬黑 T

…… …… ……

2Ca 2Mg

2 2Ba Sr 2Mg 2Ca

钙、镁的 EDTA 络合物稳定常数相近，不能用控制酸度的方法分步滴定；它们的其他性质也相似，找不到合适的络合掩蔽剂，在溶液中也无价态变化。但它们氢氧化物的溶度积相差较大 ，所以用沉淀掩蔽法。 2 24.9 10.4

sp Ca sp Mgpk pk

从表中可知，乙酰丙酮 的滴定 pH 值是 5~6 ，三乙醇胺的则是 pH=10 。而在之后的消除 、滴定

的环境都是碱性的。所以不用乙酰丙酮 。

2Mg

2Ca

不妨假设，用了乙酰丙酮 那么会发生什么呢？pH=5~6 ， 可见此时 EDTA 的副反应还是较大的；而且，将会面临的另一个问题是：它所使用的是铬黑 T 指示剂，会引起“指示剂封闭现象”，从而，无法确定滴定终点。

lg 4.8 6.6L H ，

接着是 的测定： 考虑到它的含量很少，不宜用常量分析。测它用的是“分光光度法”。 常用的方法是邻二氮菲法。该法灵敏度与选择性好，络合物稳定，条件易于控制。

2Fe

实验时，先用盐酸羟胺将 Fe3+ 还原为 Fe2+ 。

邻二氮菲与 Fe2+ 生成的络合物 lgk 稳 =21.3 ，摩尔吸光系数 ε=1.1×104L/mol.cm 。在酸度为 2~9 之间，颜色深度与酸度无关，且在还原剂存在下，颜色深度可保持数月不变。试验证明，相当与Fe2+ 含量 40 倍的 因此该法被广泛使用。

2 2 3Fe Sn Al 2 2 2 23Ca Mg Zn SiO

实验步骤： 称取 m0g 试样，用酸溶解，得 V0m

L 。 准确量取 V1mL 的溶液 3 份。 调节溶液的 pH 值在酸性范围，接

着加入三乙醇胺。 稍后，加入 NaOH ，调节溶液 pH

至 10 。 继续加入 NaOH ，至 pH>12, 使 M

g2+ 生成沉淀。 加入钙指示剂，用 EDTA 直接在沉

淀存在下进行络合滴定

实验步骤 当溶液由酒红色变为蓝色时，

达到滴定终点。记下所消耗的滴定剂 EDTA 的体积 V2 。

3Fe 3Al

2Mg 2Ca

3 2 3CH COCH COCH3Al

2Mg

2Ca 3Al

3Fe

2Mg

NaOH

H

3

2

3

CHCOCHCOCH OH

2Ca

实验步骤 实验前先准备好处理过的铁标准溶液用于进行分光光度测 Fe2+ 作准备，即如下步骤：

吸收曲线的制作及测量波长的选择 λmax=508nm

显色反应酸度的选择 pH=2—9

显色剂用量的选择 标准曲线的制作 ε=1.1×104

L/cm*mol

实验步骤 准确称取试样 mg ，经过溶解，三价铁的还原等处理，定量转入容量瓶。

再用若干个容量瓶配制一定梯度的稀释溶液。

以试剂空白为参比溶液，在分光光度计中测定试样，记录数据。

利用标准曲线求出试样中铁百分含量。

数据处理：2 2Ca Y CaY

2

202

2 1

0

100%Y

Vc V M Ca

VCa

m

3 3 0

3

50 10

100%i

Vc M Fe

VFe

m

参考书目：

北京大学 《定量化学分析简明教程》

华南理工大学出版社 《基础化学实验技术》