黄腐酸钙镁肥中钙镁离子的测定

-黃腐酸钙镁肥中钙镁氯离子的测定 *1,*2(1*联合大学机械学院,2*联合大学化工学院，,063009)摘要：根据EDTA滴定法及硝酸银滴定法原理，采用透析法对*企业生产的黄腐酸钙镁肥中钙镁氯离子的渗透前后浓度进展测定。结果说明，该黄腐酸盐中含有20.6%的钙元素、2.775%的镁元素，8.9318%的氯元素；经过在室温条件下透析48h后黄腐酸钙镁肥中含2.2%的钙元素、0.346%的镁元素、0.6035%的氯元素，经渗析后钙、镁、氯流失率分别89.32%、84.27%、93.24%。采用透析的方法使钙、镁、氯流失率较大，提出应控制一定渗透条件才能使氯离子 别离且钙、镁流失少。关键词：黄腐酸钙镁肥；钙镁氯离子；EDTA滴定法；硝酸银滴定法；透析引言黄腐酸钙镁肥是一种高附加值绿色天然生长调节剂，具有较强的化学活性和生物活性，可以促进农作物生长，提高作物抗逆性能，改善作物品质、促进营养吸收利用，同时对农药具有增效减毒等作用。本文针对*企业黄腐酸钙镁肥中氯离子浓度超标问题，研究了采用半透膜法别离氯离子的可行性，分析透析前后钙镁肥中镁、钙、氯离子的浓度变化，为半透膜法别离氯离子的最正确工艺条件确实定打下一定的实验根底。 1 实验1.1实验原理 透析原理透析是指溶质从半透膜的一侧透过膜至另一侧的过程,任何天然的(如腹膜)或人造的半透膜,只要该膜含有使一定大小的溶质通过的孔径,则这些溶质就可以通过弥散和对流从膜的一侧移动到膜的另透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度,还正比于膜的面积和温度,通常是4透析,升高温度可加快透析速度1。 氯离子测定原理 在中性至弱碱性范围内(ph6.510.5)，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定氯离子时，由于氯化银的溶解度小于铬酸银的溶解度，氯离子首先被完全沉淀出来后，然后铬酸盐以铬酸银的形式被沉淀，产生砖红色，指示滴定终点到达。该沉淀滴定的反响如下：AgClAgCl2AgCrO42-Ag2CrO4(砖红色) 钙镁离子测定原理.1测定钙镁离子总含量的原理 在ph=10的溶液中以铬黑T为指示剂，用EDTA滴定，EDTA首先与Ca2+离子配合，然后与Mg2+配合，方程式如下：H2Y2-+Ca2+CaY2-+2H+H2Y2-+Mg2+MgY2-+2H+到达终点时，由于lgKMgYlgKMgIn稍微过量的EDTA就会从MgIn-中夺取Mg2+，反响式如下：MgIn-+H2Y2-MgY2-+HIn2-+H+EDTA滴定Mg2+允许的最小ph值为：logYH=8.63-8=0.63 ph9.510.0lgYH=10.69-8=2.69 ph7.58.0.2测定钙离子含量的原理： 用NaOH调节水样ph=12.5，使Mg2+MgOH2，以钙指示剂确定终点，用EDTA滴定至由红蓝。Ca2+HIn2-=CaIn-+H+ 红色Ca2+H2Y2-=CaY2-+2H+ 终点时：CaIn-+H2Y2-=CaY2-+HIn2-+H+2 红 蓝1.2 仪器与试剂 仪器分析天平0.1mg，*上平仪器公司、枯燥箱202-00，中兴伟业仪器*、 即用型透析袋*公司 试剂及配制EDTA二钠溶液0.01mol/L配制：将一份EDTA二钠二水合物在80枯燥2h，放入枯燥器中冷却至室温，称取3.725g溶于300mL温水中，在容量瓶中定容至1000mL，盛放在乙烯瓶中，准备校验其浓度，备用。标准钙溶液0.02mol/L配制：将碳酸钙在150枯燥2h，取出放在枯燥器中冷却至室温，称取1.001g置于50mL的锥形瓶中，用水浸润。逐滴参加4mol/L的盐酸至碳酸钙全部溶解。加200mL的水，煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷却至室温，参加数滴甲基红指示剂溶液0.1g甲基红溶于100mL 60%的乙醇中，逐滴参加3mol/L的氨水至变为橙色，再在容量瓶中定容至500mL，此溶液1.00mL中含0.8016mg0.02mmol的钙元素。图1 铬黑T构造式铬黑 T 指示剂配制：将 0.5g 铬黑T溶于100mL 三乙醇胺中，盛放在棕色瓶中。铬黑T 指示剂干粉：称取0.5g 铬黑T 与100g 氯化钠(NaCl)充分混合研磨后通过4050 目，盛放在棕色瓶中，分子式见图1。缓冲溶液(ph=10) ：取16.9g氯化铵溶于143mL氨水中。另外再取0.78g七水硫酸镁和1.179gEDTA二纳二水 合物溶于50mL水，参加2mL配好的氯化胺、氨水溶液和0.2g左右铬黑T试剂干粉。此时溶液应显紫红色，如出现天蓝色，应再参加极少量的硫酸镁使变为紫红色。逐滴参加EDTA二钠溶液直至溶液有紫红转变为天蓝色为止切勿过量。氢氧化钠溶液2mol/L：将8g氢氧化钠溶于100mL蒸馏水中，盛放在聚乙烯瓶中，防止空气中二氧化碳的污染。硝酸银标准溶液0.014mol/L：称取2.395g硝酸银溶于蒸馏水中，并定容至1000mL，储存在棕色瓶中，准备校验其浓度，备用。标准氯溶液：将氯化钠置于坩埚内，在500-600加热40-50min，冷却后称取8.2400g，溶于蒸馏水，置于1000mL的容量瓶中，稀释至标线，吸取10.0mL配好的氯化钠溶液用水定容至100mL，此时每毫升溶液中含有氯化钠0.500mg。铬酸钾指示剂 ：称取5g铬酸钾溶于少量水中，滴加硝酸银溶液至有红色沉淀生成，摇匀，静置12h，然后过滤并用水将滤液稀释至100mL。钙指示剂： 称取0.05g钙指示剂和10g氯化钠，将二者充分研磨，然后过筛40-50目3。图2透析装置示意图1.3透析过程用量筒量取5mL黄腐酸钙镁肥放在 22 即用型透析袋中，用夹子将其两端加紧放在500ml烧杯中，在烧杯中参加300mL蒸馏水在室温条件下透析48h，取出透析袋中液体待用。1.4 黄腐酸钙镁肥中氯、钙、镁离子测定 EDTA标准溶液的标定 移液管准确平行移取10mL标准钙溶液三份于锥形瓶中，分别加一滴甲基红，用氨水中和至红变黄，加10mL缓冲溶液调节ph值，参加3滴铬黑T指示剂，然后用EDTA标准溶液滴定至蓝色，记录消耗EDTA标准溶液体积。硝酸银溶液的标定 吸取10mL的氯化钠标准溶液置于250mL的锥形瓶中，加水40mL，另取一锥形瓶放50mL蒸馏水做空白。向两个锥形瓶在各自滴加1mL的铬酸钾做指示剂，在不断摇动下用硝酸银溶液滴定，至砖红色沉淀刚刚出现，记录消耗硝酸银标准溶液体积。透析前后黄腐酸钙镁肥溶液氯、钙、镁离子的滴定分别取10mL透析前后黄腐酸钙镁肥溶液置于150mL的锥形瓶中，参加40mL蒸馏水，滴加一滴指示剂铬酸钾，用硝酸银标准溶液滴定，至砖红色刚刚出现，记录滴定管初末读数。平行滴定三次，计算黄腐酸钙镁肥氯含量。分别取10mL透析前后黄腐酸钙镁肥溶液置于150mL的锥形瓶中，参加40mL的蒸馏水，参加缓冲溶液调溶液的ph=10，滴加3滴指示剂铬黑T，用EDTA标准溶液滴定，至溶液中出现天蓝色，记录初末读数。平行滴定三次，计算黄腐酸钙镁肥钙镁总量。分别取10mL透析前后黄腐酸钙镁肥溶液置于150mL的锥形瓶中，参加40mL的蒸馏水，参加氢氧化钠缓冲溶液调溶液的ph=12，滴加0.2g钙指示剂做指示剂。再用EDTA滴定，至溶液中出现天蓝色，最后记录初末读数。平行滴定三次，计算黄腐酸钙镁肥中镁含量4。2 结果与讨论2.1 标准溶液浓度计算 EDTA溶液的标定表1为标定EDTA溶液时碳酸钙标准溶液用量，计算EDTA溶液浓度为：EDTA的浓度:表1 标定EDTA溶液时碳酸钙标准溶液 编号读数123初始读数2.8ml0ml0ml最终读数22.5ml19.5ml19.6ml碳酸钙消耗量19.7ml19.5ml19.6ml碳酸钙平均消耗量19.6ml 硝酸银溶液的标定 表2为标定硝酸银溶液时氯化钠标准溶液用量，计算硝酸银 溶液浓度为：硝酸银的浓度：表2 硝酸银标定氯化钠用量 编号读数123初始读数0ml10.3ml0.2ml最终读数10.3ml20.7ml10.6ml氯化钠消耗量10.3ml10.4ml10.4ml氯化钠的平均消耗量10.367ml 黄腐酸钙镁肥溶液的钙镁氯离子分析.1 黄腐酸钙镁肥溶液中钙镁离子总量的测定表3为测定黄腐酸钙镁肥溶液中测定钙镁离子总量时定消耗EDTA标准溶液体积量，黄腐酸钙镁肥溶液中钙镁离子的总物质的量：表3黄腐酸钙镁肥溶液的滴定EDTA的消耗量 编号读数123初始读数1.7mL0.5mL0.1mL最终读数14.1mL12.9mL12.3mLEDTA的消耗量12.4ml12.4ml12.2mlEDTA的平均消耗量12.367mL.2 黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子含量的滴定表4为测定黄腐酸钙镁肥溶液中测定钙离子总量时定消耗EDTA标准溶液体积量，其中：黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的物质的量：黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的质量：黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的质量分数： 黄腐酸钙镁肥溶液中镁离子的质量：黄腐酸钙镁肥溶液中镁离子的质量分数：表4黄腐酸钙镁肥溶液的滴定EDTA的消耗量 编号读数123初始读数10.1mL0mL10.2mL最终读数20.1mL10.2mL20.3mLEDTA的消耗量10.0ml10.2ml10.1mlEDTA的平均消耗量10.1mL.3 黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子含量的测定表5为测定黄腐酸钙镁肥溶液中测定氯离子总量时定消耗硝酸银标准溶液体积量，则黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的物质的量：黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的质量：黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的质量分数：表5测定黄腐酸钙镁肥溶液氯离子消耗硝酸银标准溶液的量 编号读数123初始读数11.9ml 15.7mL 19.4mL 最终读数15.7ml19.4mL23.0mL硝酸银的消耗量3.8ml3.7ml3.6ml硝酸银的平均消耗量3.7ml经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液的滴定.1经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中钙镁离子总含量的滴定 表6为测定透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中测定钙镁离子总量时定消耗EDTA标准溶液体积量，则透析后黄腐酸钙镁肥中钙镁离子的总物质的量：表6 经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液的滴定EDTA的消耗量 编号读数123初始读数0mL2.8mL5.4mL最终读数2.8mL5.4mL8.2mLEDTA的消耗量2.8ml2.6ml2.8mlEDTA的平均消耗量2.733mL.2 经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子含量的滴定 表7为测定黄腐酸钙镁肥溶液中测定钙离子总量时定消耗EDTA标准溶液体积量，其中：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的物质的量：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的质量：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中钙离子的质量分数：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中镁离子的质量：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中镁离子的质量分数：表7 经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液的滴定EDTA的消耗量 编号读数123初始读数0mL2.2mL4.3mL最终读数2.2mL4.3mL6.5mLEDTA的消耗量2.2ml2.1ml2.2mlEDTA的平均消耗量2.167mL.3经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子含量的滴定表8为测定透析后黄腐酸钙镁肥溶液中测定氯离子总量时定消耗硝酸银标准溶液体积量，其中：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的物质的量：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的质量：经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中氯离子的质量分数：表8 经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液的滴定EDTA的消耗量 编号读数123初始读数0mL0.6mL1.2mL最终读数0.6mL1.2mL1.7mL硝酸银的消耗量0.6ml0.6ml0.5ml硝酸银的平均消耗量0.5mL2.2 透析前后黄腐酸钙镁肥溶液中钙镁氯的含量比照表9透析前后黄腐酸钙镁肥溶液中钙镁氯的含量钙镁氯透析前透析后流失率0.206mg0.022mg89.32%0.022mg0.003466mg84.27%89.318mg6.035mg93.24%从该表中可看出，经过透析后钙镁氯都有所流失，但其中氯流失最多，所以可以控制偷袭的温度或其他条件减少钙镁的流失，则可实现研究目的。2.3分析测试中遇到的问题及解决滴定终点确定 由于黄腐酸钙镁肥溶液为黄色，滴定终点不易观察。实验中设置空白实验做比照，仔细观察，尤其是快到滴定终点时进展滴加；另外经过屡次滴定，取平均值作为最后结果。2.3.2 pH在调节 由于黄腐酸钙镁具有一定的缓冲作用，不容易确定加缓冲溶液的量。研究中采用的解决方法是，首先先根据理论计算出加缓冲溶液的量，在用精细的pH试纸测定，如不够，则加一滴测一次；假设超过，则重新做一次，下一次减少缓冲溶液的量。3 结论 1在黄腐酸钙镁肥溶液中含有20.6%钙元素、2.775%镁元素、8.9318%氯元素 ，在经过透析后的黄腐酸钙镁肥溶液中含有2.2%钙元素、0.346%镁元素、0.6035%氯元素 ，经过透析能除去大局部氯元素，但也损失了一定的钙镁元素。采用透析发去除氯离子的条件可继续探索，控制时间在一定的范围，期望去除大局部的氯离子而保存钙镁离子。2 通过对实际样品的分析，学会了很多化学实验的根底操作方法，同时也学会了分析物质中成分的简单方法。参考文献：1 多兰哈布德力,阿力亚. EDTA滴定法测定水中总硬度的几点体会J. *有色金属, 2008. 68-702 GB7477-87水质 钙和镁总量的测定 EDTA滴定法3 *宇. 钙与镁含量测定的几个要点及指示剂的改良J.科技情报开发与经济, 2007,17(13):263-264 4 张丽萍,李伟辉.,袁东等. 食盐中钙镁含量的测定J.食品科学,2006,27(12):663-664Determination of calcium and magnesium chloride ion in the fulvic fertilizerTian Zeng-jie1,Sun *iao-ran2(1. Mechanical EngineeringCollege of Hebei Union University，2.Chemical Engineering College of Hebei Union University，Tangshan 063009，ChinaAbstract:According to the principle of EDTA titration and silver nitrate titration, dialysis method on an enterprise production of fulvic acid, calcium and magnesium fertilizer, calcium and magnesium chloride ion penetration before and after concentration were measured. The results showed that the fulvic acid salt containing 20.6% calcium, 2.775% magnesium and 8.9318% chlorine; after dialysis after 48h at room temperature fulvic acid, calcium and magnesium fertilizer containing 2.2% calcium, 0.346% of magnesium, 0.6035% elemental chlorine, calcium, magnesium, chlorine loss rate after dialysis were 89.32%, 84.27%, 93.24%.Using the method of dialysis to the calcium, magnesium, chlorine loss rate proposed should be controlled to a certain osmotic conditions in order to make the loss less chloride ion separation and calcium and magnesium.Keywords: fulvic acid, calcium and magnesium; calcium and magnesium chloride ion; of EDTA titration; silver nitrate titration; dialysis. z.