偶氮氯膦III滴定法测定万源龙潭河温泉水钙含量

偶氮氯膦III滴定法测定万源龙潭河温泉水钙含量
摘要：建立了在pH=10的氨一氯化铵缓冲介质中，偶氮氯膦Ⅲ作指示剂，EDTA滴定Ca2+的分析新方法，测定了万源龙潭河温泉水钙含量，与常用K-B 指示剂和铬黑T的对照实验结果表明，该法终点变色敏锐、易于观察、重现性好、简易、快速、易于普及。

关键词：泡椒凤爪双氧水分光光度法
目前，测定水中钙离子含量的方法很多，有滴定法、分光光度法、火焰原子吸收光谱法、荧光双波长法、离子选择电极法、电感耦合等离子光谱发射法等。

[1-5]其中火焰原子吸收光谱法、离子选择电极法、电感耦合等离子光谱发射法，费用昂贵，普通的实验教学难以普及应用[5-8]。

滴定法具有原理简单，易于操作，适用浓度范围广等优点。

传统以铬黑T为指示剂滴定钙的方法，镁离子对反应干扰大，终点变色不敏锐而延迟，换用紫脲酸铵则终点颜色变化不明显，选用钙试剂作指示剂检验饮用天然矿泉水时，则显色极浅，很难判定滴定终点，以上指示剂均不宜精确测定天然矿泉水中钙含量。

而本文研究的偶氮氯膦Ⅲ作指示剂，用EDTA滴定Ca2+的分析方法，具有性质稳定，显色反应灵敏等优点
一、材料与方法
1.主要试剂（除特别注明外，均为A.R试剂）盐酸溶液：1+1溶液
氨水：1+1溶液；三乙醇胺：1+2溶液；NaOH溶液：pH=12
钙标准溶液（0.02000mol/L）；EDTA标准溶液（0.0201mol/L）
氨-氯化铵缓冲溶液pH=10；偶氮氯膦Ⅲ指示剂溶液（0.1%）
K—B 混合指示剂（酸性铬蓝K—萘酚绿B—硝酸钾混合）；铬黑T（0.5g/L）
二、实验方法
1.实验原理
滴定前：Ca2++CPA（Ⅲ）（蓝色）= Ca2+-CPA（Ⅲ）（绿色）滴定开始至化学计量点前：Ca2++EDTA = Ca2+-EDTA （无色）
滴定终点：Ca2+-CPA（Ⅲ）（无色）+EDTA = Ca2+-EDTA +CPA（Ⅲ）（蓝色）
2.试样处理
新取万源龙潭河温泉水，加3%硝酸塑料瓶封存，取水样50mL，用NaOH 溶液调节pH=12，振荡摇匀，除去Mg2+；加入50mL蒸馏水，调节溶液pH=10，加入三乙醇胺和硫化钠掩蔽其它离子的干扰，得分析测定试液
三、结果与分析
1.溶液酸碱度的选择
三乙醇胺在pH条件10中可对Al3+、Fe3+、Sn（IV）、Ti（IV）等进行掩蔽，Na2S可掩蔽Cu2+、Cd2+、Mn2+等干扰离子，消除对指示剂的掩蔽作用[6]。

EDTA滴定法测定钙含量时，由于Ca与EDTA形成的络合物的CaY的KCaY为1010.7，所以应将溶液的pH值控制在10左右。

又因水中主要金属离子为Ca2+、Mg2+，欲选择滴定Ca2+、Mg2+混合溶液中的Ca2+，由于KCaY（1010.7）与KMgY（108.7），相差不大，又找不到合适的络合剂来掩蔽Mg2+。

但钙、镁氢氧化物的溶解度有很大差别，故加入NaOH调节溶液的pH>12，此时Mg2+因形成Mg（OH）2沉淀而不干扰Ca2+的测定[7]。

又EDTA是中强酸，溶液的pH 值会影响络合物的稳定性，因此在这个实验中溶液pH的控制是实验成功的关键。

为什么必须使用缓冲溶液，而不直接加酸或加碱来控制溶液的pH值呢？因为在反应过程中有H +产生，为了维持溶液pH值约在10 ，必须使用缓冲溶液。

2.干扰离子的影响
取10mL钙标准溶液于1，2，3号锥形瓶，1号加5mL蒸馏水，2号加入含Al3+的溶液5mL，3号加入含Al3+的溶液5mL和少许三乙醇胺。

再向各锥形瓶中加入20mL蒸馏水，pH=10的氨-氯化铵缓冲溶液10mL，加入2滴偶氮氯膦Ⅲ指示剂溶液（0.1%），用EDTA溶液滴定至溶液由绿色变为稳定的蓝色即为终点。

重复滴定3次。

另用上述方法分别滴定含Fe3+、Sn（IV）、Ti（IV）、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+的溶液对Ca2+的影响
表 2.Al3+、Fe3+、Sn（IV）、Ti（IV）、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+对Ca2+测定的影响
三乙醇胺在pH为10的条件下可对Al3+、Fe3+、Sn（IV）、Ti（IV）等进行掩蔽，Na2S可掩蔽Cu2+、Cd2+、Mn2+等干扰离子，消除对指示剂的掩蔽作用
三、样品分析
万源龙潭河温泉水中钙含量的测定
用移液管移取50mL万源温泉水试样于250mL锥形瓶，用NaOH调节溶液pH=12，振荡摇匀，除去Mg2+；调节溶液pH=10，加入三乙醇胺和硫化钠掩蔽其它离子的干扰，向试液中加入pH=10的氨-氯化铵缓冲溶液10mL，2滴0.1%偶氮氯膦Ⅲ指示剂溶液，用0.020 mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由绿色变为
稳定的蓝色即为滴定终点。

计算温泉水中钙含量
表5 以偶氮氯膦Ⅲ作指示剂，试样消耗EDTA用量
钙（mg/L）=VEDTA×CEDTA/5×1000mg/g×40g/mol
VEDTA：滴定时消耗EDTA的体积（L）
CEDTA：滴定温泉水的EDTA的浓度
经测定，万源龙潭河温泉水中钙含量为105.64mg/L
四、结论
从以上测定结果看出，用偶氮氯膦III作指示剂，调节溶液酸碱度除去镁离子的影响，以三乙醇胺和硫化钠消除溶液中其它离子的干扰，EDTA滴定法测定万源温泉水中钙含量，其结果为105.64mg/L，其相对标准偏差为0.90%，万源龙潭河温泉水中钙含量丰富。

对照传统水样中钙含量测定方法，用偶氮氯膦III测定温泉水中的钙含量方法简单可靠，终点测定准确，显色反应灵敏，适合推广使用。

参考文献
[1]李峰，周芝芹.双波长分光光度法同时测定环境水样中钙、镁[J].光谱实验室，2001，18（2）：278—280.
[2]田志茗、李宜华当量溶液分光光度法同时测定微量钙和镁[J]光谱实验室2004，21（2）329-331.
[3] 中华人民共和国卫生部.GB/T5009.92-2003食品中钙的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.
[4]翟庆洲，耿爱芳，王巍，胡伟华分光光度法测定化学试剂中痕量钙[J]，化学研究20，0415（1）29-32
[5]张文德. 一种选择性钙的光度分析法[J].理化检验2化学分册，1999，35（5）：221.
[6]华中师范大学，东北师范大学等编.分析化学实验，北京：高等教育出版社，2001年7月（第三版）.
[7]华中师范大学等编.分析化学上册，北京：高等教育出版社，2001年6月（第三版）。