1、全自动电位滴定法测定元明粉中钙镁合量的研究摘 要：本论文采用全自动电位滴定仪，在 pH10 的氨-氯化铵缓冲溶液中，选择 EDTA-Hg 指示剂以及 EDTA 滴定剂，测定元明粉中钙镁合量。结果显示：在试验条件下，利用镁离子测定试验的 RSD 为 0.43-1.64%，加标回收率为 98.25-107.50%。该法操作简单，能准确地测定元明粉中的钙镁合量。 关键词：电位滴定 钙镁合量 元明粉 元明粉化学名称为硫酸钠（sodium sulfate） ，又称无水硫酸钠（Na2SO4） ，俗称无水芒硝1或称无水硝，是一种基础化工原料，广泛应用于化工生产的各行各业，造纸工业中用硫酸钠来补充制浆中碱和硫
2、的损失；合成洗涤剂生产中添加约 40 %的硫酸钠作为洗衣粉的载体2；玻璃工业中用来代替纯碱；染料工业中作填充剂；是制造硫化钠的主要原料；医药工业中用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等；同时，在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉、肥皂等的制造中也有应用。 元明粉品质好坏与其硫酸钠含量有直接关系，而其中钙镁元素含量直接影响元明粉中硫酸钠的含量，在国家标准3中由计算法检测得到硫酸钠含量的计算公式中，显示需要减去由于钙镁元素的存在而生成的硫酸钙和硫酸镁，因此钙镁元素含量的大小对硫酸钠含量影响很大，也就是说，对元明粉产品的品质影响很大。现有的检测元明粉中钙镁元素合量的方法是国标3中所述的微量滴定管滴定法，由于在检
3、测过程中采用的的手工滴定法，需要肉眼去观测滴定终点，因此会引入较大的人为误差，对检测结果有一定的影响，而如果采用电位滴定法，由于不需要肉眼去判断滴定终点，而是仪器会自动识别反应体系自身电位变化，从而记录滴定终点，其结果会是十分精确的，并且由于不需要使用指示剂可节约检测成本，而且使用仪器可达到节约检测时间的目的。 一、试验部分 1.仪器与试剂 仪器：梅特勒 T70 全自动电位滴定仪（电势测量电极-20002000mv，配有 DM141-SC 镀银环复合电极，搅拌器） ；万分之一分析天平。 试剂： 三乙醇胺溶液（1+3） ，硫化钠溶液（20g/L） ，乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准滴定溶液（约
4、0.02mol/L） ，氨-氯化铵缓冲溶液（pH值为 10） ，EDTA-Hg 指示剂（0.05mol/L EDTA 溶液与同浓度的硝酸汞溶液1：1 配制） ，氯化镁。元明粉样品取自不同元明粉企业。 2.测定原理 样品溶液中除了钙离子和镁离子外，还有可能存在铁离子、铝离子和铜离子等金属离子，这些离子对钙离子和镁离子的 EDTA 络合滴定有很大干扰，故在测定之前，向样品溶液中加入三乙醇胺溶液来掩蔽铁离子和铝离子，向样品溶液中加入硫化钠溶液来掩蔽铜离子，全自动电位滴定仪检测样品时，是利用电位突跃来识别滴定终点。 3.样品处理 称取一定质量的元明粉样品，用去离子水直接溶解定容至 500mL，过滤，取
5、 25mL 样品溶液至仪器配套的滴定杯中，待测。 4.测定方法 用移液管移取 25mL 样品溶液，置于仪器配套的滴定杯中，加入 2mL三乙醇胺溶液，1mL 硫化钠溶液，5mL 氨-氯化铵缓冲溶液和 3mL EDTA-Hg指示剂，用 0.02mol/L 浓度的 EDTA 标准溶液进行滴定，用 DM141-SC 镀银环复合电极对溶液中的电位进行测量，仪器会自动通过电位的突跃来判断滴定终点。仪器滴定模式为 EQP（等当点滴定） 。 二、结果与讨论 1.pH 值的控制 准确控制样品溶液的 pH 值对于检测元明粉中钙镁合量很重要，当待测溶液 pH 在 1213 时，由于 Mg2+、Fe3+、Al3+、M
6、n2+、Fe2+、Cu2+等离子都已形成难溶的氢氧化物沉淀，EDTA 标准溶液单独滴定钙的终点会比较敏锐，但是这种情况，镁离子就无法测定出来；当待测溶液 pH13时，容易产生碳酸钙、氧化钙以及氢氧化镁沉淀，造成滴定误差；若 pH约为 10 时，滴定 Ca2+、Mg2+总量是比较好的；可以大大提高了方法的重复性和准确性。所以控制待测溶液的 pH 约为 10 是此方法的关键步骤。 2.样品取样量的确定 根据所取样品中含有钙镁的情况，以及所用的仪器设备灵敏度要求，确定样品的取样量。本研究所用的全自动电位滴定仪配置的滴定管为10mL 的，若其滴定体积在 38mL 之间，仪器灵敏度好，滴定误差较小。在
7、GB/T6009-2003 中规定的样品取样量为 20g3，相应 EDTA 标准溶液浓度约为 0.02mol/L，由于本研究中所选用的样品钙镁含量较低，确定样品量为 40g 较为合适。 3.方法的准确度和精密度试验 自动滴定仪法的仪器自动读数也比手工滴定法准确和稳定，提高了方法的精密度和准确度。从表 1、表 2 和表 3 的试验结果看，该方法的变异系数为 0.431.64%，加标回收率为 98.25107.50%，与手工滴定法相比较，测定结果的绝对差值范围为 0.110.19 g/kg。说明该方法的准确度和精密度都较好。 配制一定浓度的样品 4 个，每个样品平行测定 6 次，取其算术平均值为检
8、测结果，分别对比了自动滴定法、人工滴定法与真实值，结果见表 1，自动滴定仪的方法结果与真实值相比较，相对误差在 3之内，人工滴定法的结果与真实值相比较，相对误差在 5%之内，同时对比了自动滴定仪的方法和人工滴定法结果，结果见表 1，测定结果绝对差值在 0.2 g/kg 之内，符合国标规定。 按 1.3 和 1.4 所述方法，取 4 个不同批次的元明粉，每个样品平行测定 6 次，进行了精密度试验.结果见表 2，在试验条件下，该方法测定钙镁离子浓度的 RSD 为 0.43-1.64%。 4.方法的准确度试验 按 1.3 和 1.4 所述方法，进行了加标回收率实验.结果见表 3，其中加标回收率为 98.25-107.50%，平均回收率为 102.23%。 三、结论 本法采用全自动电位滴定法测定元明粉中钙镁合量，与国标人工滴定法相比，测量误差在国标规定范围内，说明该方法完全适用；两种方法相比较，全自动电位滴定法测定结果更精准，方法的精密度和准确度较高，方法性能能够满足实际工作的需要，为执法部门、企业等检测机构提供一种新的检验方法。 参考文献 1李军，吴林茂，王玉萍.中国元明粉行业现状及发展趋势J，盐业与化工，第 37 卷第 1 期：46-49. 2刘云琴，许涛.元明粉的生产现状及应用前景J，无机盐工业，第 36 卷第 1 期：4-6. 3 GB/T6009-2003 工业无水硫酸钠S.
