高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量(实验报告)-副本 本文关键词：高锰酸钾，石灰石，副本，含量，实验
高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量(实验报告)-副本 本文简介：实验九高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量（四川农业大学生命科学与理学院，四川雅安，625014）摘要本实验以高锰酸钾法测定了石灰石中钙的含量，最终得到试样中钙的含量为38.97%，测定结果的相对平均偏差（RSD）为0.28%。关键词高锰酸钾法石灰石钙DeterminationofCalciumConte
高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量(实验报告)-副本 本文内容：
实验九
高锰酸钾法测定石灰石中钙的含量
（四川农业大学
生命科学与理学院，四川
雅安，625014）
摘
要
本实验以高锰酸钾法测定了石灰石中钙的含量，最终得到试样中钙的含量为38.97%，测定结果的相对平均偏差（RSD）为0.28%
。
关键词
高锰酸钾法
石灰石
钙
Determination
of
Calcium
Content
in
Limestone
by
Potassium
Permanganate
Method
Li
Kai
(College
of
Science
and
Life
Science,Sichuan
Agricultural
University,Yaan
625014,China)
Abstract:
The
experiment
used
Potassium
Permanganate
Method
to
determine
calcium
content
in
limestone.
Finally,the
calcium
content
in
limestone
was
41.57%±0.43%,and
the
relative
standard
deviation(RSD)
was
0.85%
.
Keywords：potassium
permanganate
method；limestone；calcium
1
引言
天然石灰石是工业生产中重要的原材料之一，它的主要成分是CaCO3，此外还含有SiO2、
Fe2O3、Al2O3及MgO等杂质。石灰石中Ca2+含量的测定主要采用配位滴定法和高锰酸钾法。前者比较简单但干扰也较多，后者干扰少、准确度高、但较费时。
用高锰酸钾法测定石灰石中的钙含量，首先将石灰石用盐酸溶解制成试液，然后将Ca2+转化为CaC2O4沉淀，将沉淀过滤、洗净，用稀H2SO4溶解，用KMnO4标准溶液间接滴定与Ca2+相当的C2O42-，根据KMnO4溶液的用量和浓度计算出试样中钙的含量。主要反应有：
CaCO3+2HCl
=
CaCl2+H2O+CO2
↑
Ca2++
C2O42-
=
CaC2O4
↓
CaC2O4+2H+
=
Ca2++
H2C2O4
2MnO4-+5
H2C2O4+6H+
=
2Mn2++10
CO2↑+8H2O
2
实验部分
2.1
实验试剂与仪器
KMnO4（固）、Na2C2O4（A.R.或基准试剂于105℃干燥2h，贮存于干燥器中）、3mol·L-1
H2SO4、6
mol·L-1HCl、3
mol·L-1NH3·H2O、0.25
mol·L-1（NH4）2C2O4、0.1%甲基橙指示剂、10%柠檬酸铵、0.1%（NH4）2C2O4、0.5
mol·L-1CaCl2、石灰石样试样
50mL酸式滴定管、10mL量筒、250mL锥形瓶、250mL烧杯、滴管、玻璃棒、玻璃砂芯漏斗（或玻璃纤维）、棕色细口试剂瓶、台秤、分析天平、酒精灯、表面皿、漏斗、定性滤纸
2.2
实验方法[1]
2.2.1
0.02
mol·L-1KMnO4溶液的配制
台秤上称取1.6
g
KMnO4[Mr（KMnO4）=158.04]
溶于500
mL水中，盖上表面皿，加热煮沸20~30
min（随时加水以补充因蒸发而损失的水）。冷却后在暗处放置1周以上，用砂芯漏斗或玻璃纤维过滤出去MnO2等杂质。滤液贮于洁净的棕色瓶中，放置暗处保存。如果溶液经煮沸并在水浴上保温1h，冷却后过滤，则不必长期放置就可以标定其溶液。
2.2.2
CaC2O4的制备
准确称取石灰石样品0.15~0.2
g置于250
mL烧杯中，滴加少量蒸
馏水润湿试样，盖上表面皿，从烧杯嘴处慢慢滴入6
mol·L-1HCl溶液5
mL，同时不断轻摇烧杯，使试样溶解，待停止冒泡后，小火加热至沸2
min，冷却后用少量蒸馏水淋洗表面皿和烧杯内壁使飞溅部分进入溶液。在5
mL10%柠檬酸铵溶液（掩蔽其中的Fe3+和Al3+）和50
mL蒸馏水，加入2滴甲基橙指示剂，此时溶液70~80℃，在不断搅拌下以每秒1~2滴的速度滴加3
mol·L-1氨水至溶液由红色变为黄色。将溶液热水浴30
min，同时用玻璃棒搅拌，使沉淀陈化。待沉淀自然冷却至室温后用定性滤纸以倾注法过滤。用冷的0.1%（NH4）2C2O4溶液洗涤沉淀3~4次，再用水洗涤至滤液中不含C2O42-为止。在过滤和洗涤过程中尽量使沉淀留在滤纸上，应多次用水淋洗滤纸上部，在洗涤接近完成时，用小表面皿接取约1
mL滤液，加入数滴0.5
mol·L-1的CaCl2溶液，如无浑浊现象，证明已洗涤干净。
2.2.3
KMnO4溶液浓度的标定
分析天平上准确称取0.15~0.2
g（准确至0.1
mg）Na2C2O4
基准物于250
mL烧杯中，加入30
mL蒸馏水及10
mL3
mol·L-1H2SO4，溶解后在水浴上加热至75~80℃，立即用待标定的KMnO4滴定（不能沿杯壁滴入）至粉红色经30
s不褪色，即为终点。平行滴定5次，标定所得数据如表1。
2.2.4
沉淀的溶解和Ca2+含量的测定
将带有沉淀的滤纸小心展开并贴在原贮沉淀的烧杯
内壁上，用50
mL
1
mol·L-1H2SO4溶液分多次将沉淀冲洗到烧杯内，用水稀释至100
mL，加热至75~85℃用0.02
mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至溶液呈粉红色，再将滤纸浸入溶液中，轻轻搅动，溶液褪色后再滴加KMnO4标准溶液，直至粉红色在半分钟内部褪色为止，即为终点，记录消耗KMnO4标准溶液的体积，计算试样中Ca2+的含量。平行测定5次，结果相对误差不大于0.2%即可，有关数据见表2。
表1
KMnO4标准溶液的配制和标定
实验序号
1
2
3
m（Na2C2O4）/g
0.2018
0.1939
0.1912
V初（KMnO4）/mL
0.00
0.04
0.05
V末（KMnO4）/mL
27.46
26.32
26.11
V（KMnO4）/mL
27.46
26.68
26.06
C（KMnO4）mol/L
0.022
0.022
0.022
C平均（KMnO4）mol/L
0.022
相对平均偏差
0
表2
KMnO4测定钙的含量
实验序号
1
2
3
4
5
m（CaCO3）/g
0.2459
0.2462
0.2469
0.2467
0.2465
V初（KMnO4）/mL
0.01
0.02
0.11
0.05
0.09
V末（KMnO4）/mL
43.69
43.64
43.79
43.75
43.81
V（KMnO4）/mL
43.68
43.62
43.68
43.70
43.72
Wca
38.98%
38.98%
38.92%
38.97%
39.01%
Wca（平均）
38.97%
相对平均偏差
0.28%
3
结果与讨论
3.1
实验结果
KMnO4标准溶液的标定结果为，平均浓度为0.022
mol·L-1，最终测得石灰石中钙的含量的为38.97%，。由上述数据可以看出，本次实验的数据并不理想，实验误差无非来自以下几方面：高锰酸钾溶液颜色较深，使得滴定管读数不容易，有较大偏差；沉淀在过滤和洗涤过程中，钙有较大损失；用蒸馏水洗涤沉淀并不充分，没有将C2O42-洗涤彻底。
3.2
洗涤剂的选择[2]
由于CaC2O4沉淀在水中的溶解度较大，所以根据同离子效应，
本实验先采用沉淀剂的稀溶液洗涤沉淀，以降低沉淀的溶解度、减少溶解损失，并且洗去杂质。再用蒸馏水洗至滤液中无C2O42-，即表示沉淀中杂质已洗净。
3.3
滴定时温度的选择[3]
在标定KMnO4标准溶液时及用KMnO4溶液滴定CaC2O4
的过程中，溶液应加热到75～80℃（触摸烧杯壁感觉烫手）时进行滴定，因为在室温下,高锰酸钾与CaC2O4和Na2C2O4反应缓慢，但是温度不宜过高，若高于90℃，H2C2O4易发生分解。在滴定终点时，溶液的温度不应低于60℃。
3.4
酸度
在生成草酸钙沉淀的过程中，应用甲基橙指示剂控制体系的酸度在pH=4左
右，如果酸度过高，一方面受酸效应的影响，沉淀不完全；另一方面，会促使H2C2O4分解。酸度过低,KMnO4
易分解成MnO2。
3.5
滴定速度
高锰酸钾溶液滴定草酸钙的过程中，开始时滴定的速度不宜太快，否
则加入的KMnO4溶液来不及与草酸钙反应,即在热的酸性溶液中发生分解。
3.6
滴定终点
高锰酸钾滴定至终点后，溶液中出现的粉红色保持30s
不变即可，因
为空气中的还原性气体和灰尘都能使MnO4-还原，使溶液中的粉红色消失。
参考文献
[1]
《无机及分析化学实验》，王仁国主编，中国农业出版社
[2]
甘慧，周灿，黄汉.
基于高锰酸钾滴定法测定亚叶酸钙片中钙含量[J].中国实用医药，2009年第32期：128~129
[3]
王冠杰,王瑞海,闫伟志,张静.
草酸钙沉淀—高锰酸钾滴定法测定水泥及原材料中氧化钙的含量[J].水泥，2008年第5期：57~59