钙离子、钡离子的测定

《定量分析化学实验》

实验设计

钙钡离子混合溶液中钙钡离子的测定

学院：化学与材料科学学院

专业班级：09级材料科学与工程系PB0920603

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学号：PB********

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钙钡离子混合溶液中钙钡离子的测定

一、实验目的

1.复习平时分析化学实验所学习的基本原理和实验操作；

2.学习分析化学实验方案的设计，培养独立思考和问题分析的能力，为分化实验（下）

做准备。

二、实验原理

钙离子和钡离子是常见的溶液离子，它们有很多相似点，也有很多不同点。本实验将通过三种方法来测定未知样中钙离子、钡离子的浓度。实验可以分别测钙离子、钡离子的含量，也可以献策钙离子钡离子的总量，再测某一离子的含量，通过计算就可以得到另外一种离子的含量。

1.氧化还原间接滴定法测钙钡离子的总量（高锰酸钾法）

试液经盐酸调至酸性，再加入过量草酸铵，然后用稀氨水中和至甲基橙显黄色，此时，Ca2+和 Ba2+均与草酸根生成微溶性的草酸钙和草酸钡沉淀，而若溶液中含有铁、铝和镁杂质，则由于铁、铝与草酸根生成可溶性络合物，C2O42−与Mg2+一起保持可溶状态留在溶液里，可以避免杂质离子的干扰。然后组成为1:1的沉淀，经过滤、洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用KMnO4标准溶液滴定试液中的C2O42−，根据KMnO4标准溶液的浓度和滴定所消耗的毫升数，即可计算钙钡离子总量。

实验中反应方程式如下：

沉淀：Ca2++C2O42−=CaC2O4↓

Ba2++C2O42−=BaC2O4↓

酸溶：CaC2O4+2H+=Ca2++H2C2O4

BaC2O4+2H+=Ba2++H2C2O4

滴定：2MnO42−+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

由反应式可知

n(Ca2+,Ba2+)=n(C2O42−)=5

2n(MnO4−)=5

2

∙V(KMnO4)∙c(KMnO4)

2.配位滴定直接滴定法测钙离子含量（EDTA法）

先将钡离子以BaCrO4的形式沉淀后，再用氢氧化钠溶液调节试液的pH≈12，此时Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，故可以用EDTA单独滴Ca2+。滴加钙指示剂，用EDTA 标准溶液滴定未知样中的钙离子，从而测得钙离子含量。

滴定时，溶液中Fe3+,Al3+等干扰测定，可用三乙醇胺掩蔽。Cu2+,Zn2+,Pb2+等则可用Na2S掩蔽。

实验中反应方程式：

H2Y+Ca2+=CaY2−+2H+

3.氧化还原间接滴定法测钡离子含量（重铬酸钾法）

先将试液调至弱酸性，用稀氨水调节pH值，在pH值为5.5~5.9的乙酸-乙酸钠缓冲溶液介质中，加重铬酸钾溶液使Ba2+生成BaCrO4，沉淀经过滤，使Ba2+与Ca2+分离。用热盐酸溶解BaCrO4沉淀后，在硫磷混酸介质中，用硫酸亚铁铵标准溶液滴

定试液中的钡量，根据(NH4)2FeSO4标准溶液消耗的体积，间接计算Ba2+的含量。

本方法可用Ca-EDTA溶液掩蔽铁、铝、钙等干扰元素。

实验中反应方程式如下：

沉淀：Ba2++CrO42−=BaCrO4↓

酸溶：2BaCrO4+2H+=2Ba2++Cr2O72−+H2O

滴定：Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++7H2O+6Fe3+

由反应式可知

n(Ba2+)=2n(Cr2O72−)=1

3

n(Fe2+)=

1

3

∙V[(NH4)2FeSO4]∙c[(NH4)2FeSO4]

三、实验试剂

高锰酸钾标准溶液、草酸钠基准试剂、1:2硫酸、4%及0.1%草酸铵、0.1%甲基橙指示剂、1:1氨水、重铬酸钾标准溶液0.04mol/L、硫酸亚铁铵标准溶液0.02mol/L、浓硫酸、亚铁灵指示剂、1：4盐酸、甲基红-次甲基蓝混合指示剂、乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5%重铬酸钾溶液、磷酸混酸、1:1盐酸、N-苯代临氨基苯甲酸指示剂、钙指示剂、EDTA 二钠盐、20%NaOH溶液、基准CaCO3、糊精、三乙醇胺

四、实验仪器

烧杯、玻璃棒、锥形瓶、滴定管、移液管、容量瓶、电热板、洗瓶、胶头滴管

五、实验步骤

假设本实验中钙钡离子总浓度在0.1mol/L左右。

1、氧化还原间接滴定法测钙钡离子的总量（高锰酸钾法）

（1）. KMnO4标准溶液的标定

准确称取0.15~0.2g干燥的基准Na2C2O4三份，分别置于250mL烧杯中，加入150mL水溶解，加热近沸腾，加入1：2H2SO410mL，此时溶液温度应在70~85℃之间，立即用KMnO4标准溶液滴定。开始时，KMnO4溶液加入后褪色很慢，所以必须等前一滴溶液褪色后再加第二滴。当接近终点时，反应亦较慢，必须保持温度不低于60℃，并小心逐滴加入，直到溶液出现粉红色半分钟不退即为终点。记下所耗KMnO4溶液体积，并计算其浓度。

（2）.钙钡离子总量的测定

移取三份25.00mL未知液于300~400mL烧杯中，加入水150mL、4%草酸铵溶液30ml。

加热溶液近沸，加0.1%甲基橙指示剂2滴，在不断搅拌下逐滴加入1：1氨水至溶液由红色变为黄色（pH>4），放置半小时。用致密滤纸以倾注法过滤，以

0.1%（NH4）

2

C2O4洗涤烧杯及沉淀各5~6次，最后用冷蒸馏水洗涤烧杯及沉淀各3

次。将滤纸取下，摊开贴于烧杯壁上，用沸水150mL将沉淀洗入烧杯，并加入

1：2 H2SO410mL，此时溶液温度应在70~85℃之间。用KMnO4标准溶液滴定至出现稳定粉红色，再用玻璃棒将滤纸移入溶液，继续用KMnO4溶液滴定至微红色半分钟不褪即为终点。由所消耗的KMnO4溶液的毫升数及其浓度，计算钙钡离子总量。

2、配位滴定直接滴定法测钙离子含量（EDTA法）

（1）.EDTA的标定