石灰石中钙的测定

石灰石中钙的测定(高锰酸钾法)1实验目的(1)进行沉淀过滤和滴定分析实验技术的综合训练。(2)掌握KMnO4溶液的配制和标定方法。(3)掌握KMnO4法间接测定Ca2+的原理和方法。2实验原理石灰石的主要成份是碳酸钙，含氧化钙约40~50%，较好的石灰石含CaO约45~53%。此外还有SiO2、Fe2O3、Al2O3及MgO等杂质。测定石灰石中钙的含量时将样品溶于盐酸，加入草酸铵溶液，在中性或碱性介质中生成难溶的草酸钙沉淀(CaC2O4·H2O)，将所得沉淀过滤、洗净，用硫酸溶解，用标准高锰酸钾溶液滴定生成的草酸，通过钙与草酸的定量关系，间接求出钙的含量。Ca2++C2O42-=CaC2O4¯CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O45H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2OCaC2O4沉淀颗粒细小，易沾污，难于过滤。为了得到纯净而粗大的结晶，通常在含Ca2+的酸性溶液中加入饱和(NH4)2C2O4，由于C2O42-浓度很低，而不能生成沉淀，此时向溶液中滴加氨水，溶液中C2O42-浓度慢慢增大，可以获得颗粒比较粗大的CaC2O4沉淀。沉淀完毕后，pH应在3.5~4.5，这样可避免其他难溶钙盐析出，又不使CaC2O4溶解度太大。3试剂(l)KMnO4固体：AR(2)Na2C2O4固体基准试剂：110C烘干2小时，干燥器中冷却至室温。(3)氨水：1:1水溶液。(4)盐酸：1:1水溶液，约6mol/L。(5)硫酸：1:1水溶液(约9mol/L)，1:5水溶液(约3.6mol/L)(6)甲基红指示剂：0.1%的60%乙醇溶液(7)AgNO3溶液：0.lmol/L(8)(NH4)2C2O4饱和溶液4分析步骤(1)0.02mol/LKMnO4标准溶液的配制和标定用台秤称取1.7~1.8gKMnO4固体，溶在煮沸的500mL蒸溜水中[1]，保持微沸约1小时，静置冷却后用倾斜法倒入500mL棕色试剂瓶中，注意不能把杯底的棕色沉淀倒进去。标定前，其上层的溶液用玻璃砂芯漏斗过滤。残余溶液和沉淀则倒掉。把试剂瓶洗净，将滤液倒回瓶内，摇匀。用差减法准确称取110C烘干过的Na2C2O40.15~0.20g三份于400mL烧杯中，用80~90mL水溶解后，加1:5H2SO420mL，将溶液加热至75~85oC左右，用KMnO4溶液滴定，第一滴KMnO4加入后褪色很慢，要等褪色后再加入第二滴，在滴定过程中，温度不要低于75C，故可边加热边滴定，直至加入一滴KMnO4溶液粉红色30秒内不消失为终点，计算KMnO4溶液的浓度及相对平均偏差。(2)样品分析用差减法准确称取110oC烘干过的样品0.13~0.18g两份于400mL烧杯中，加少许蒸馏水[2]搅拌成糊状，盖上表面皿。用滴管自烧杯嘴处滴加l:lHCl10mL，待气泡停止发生后，加热使试样分解完全。用水冲洗烧杯内壁及表面皿，加水稀释至100mL，再加1:1HCl5mL，饱和(NH4)2C2O4溶液20mL，甲基红溶液1~2滴，加热70~80oC，在不断搅拌下滴加1:1氨水至溶液由红色变为黄色。将烧杯置于水浴上加热陈化2小时左右[3],将烧杯从水浴上取下，冷至室温。用慢速滤纸过滤(倾泻法)。沉淀用冷的蒸馏水洗4~5次，每次用水约10mL。然后将沉淀转移到滤纸上，用冷水洗涤。当洗涤接近完成时，用洁净试管收集滤液约lmL，用AgNO3溶液检查有无Cl-，若无Cl-,则洗涤完毕。将洗净之沉淀连同滤纸取下展开，贴在原来盛沉淀的烧杯内壁上，沉淀一端朝下。用热的100mL水将沉淀冲下[4]，加1:1H2SO420mL，微热使沉淀溶解。再用热水冲洗滤纸数次(不要将滤纸扔掉)，加热至80C，用已标定好的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色时，将滤纸拨入烧杯中[5]，再滴定至粉红色30秒不褪为终点，记下消耗的KMnO4体积，计算CaO含量及相对平均偏差。注释:[1]注意，加KMnO4固体时，不能直接把KMnO4固体投入正在沸腾的水中，这样会产生爆沸现象，应将水稍冷却后再放入KMnO4固体。[2]CaCO3加HCl时会产生大量CO2气体，如果试样为干粉状，会将试样粉未冲出。故必须将样品润湿。[3]陈化过程中，若溶液变成红色，可补加几滴1:1氨水，使溶液刚刚变黄。[4]如当天完不成全部实验，最好在此处停止，下次继续进行。[5]不能将滤纸搅碎，应轻轻拨动，使滤纸保持完整。5思考题(l)KMnO4标准溶液能否直接配制？为什么？(2)沉淀CaC2O4，为什么要先在酸性溶液中加入沉淀剂(NH4)2C2O4，然后在70~80oC时滴加氨水至甲基红指示剂变为黄色?(3)写出溶样、沉淀、溶解、滴定的反应式，并推出CaO与KMnO4的定量关系。写出CaO含量的计算公式。