案例十一石灰石中钙含量的测定
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1 案例一 尿素中氮含量的测定 尿素CO(NH2)2经浓硫酸消化后转化为(NH4)2SO4,过量的H2SO4 以甲基红作指示剂,用NaOH标准溶液滴定至溶液从红色到黄色。(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,由于NH4+ 的酸性太弱(Ka =5.6×10-10 ),故不能用NaOH标准溶液直接滴定。但NH4+可与甲醛作用定量地生成六次甲基四胺盐和H+,反应式为: 4NH4+ +6HCHO=(CH2)6N4H+ +6H2O+3H+ 由于生成的(CH2)6N4H+ (Ka =7.1×10-6)和H+可用NaOH标准溶液滴定,滴定终点生成的(CH2)6N4 是弱碱,,溶液的pH值约为9,应选用酚酞为指示剂,滴定至溶液突现微红色即为终点。
试样中氮含量的计算式为:-3NaOHNaOHNN 10100%25.00250.0CVMm试样
案例二 阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定 阿司匹林的主要成分是乙酰水杨酸。乙酰水杨酸是有机弱酸(Ka=1.0×10-3),
结构式,1rM180.16gmol,微溶于水,易溶于乙醇。在强碱性溶液中溶解并水解为水杨酸和乙酸盐,反应式如下:
乙酰水杨酸含量的计算式为: 3NaOHNaOHHClHCl1)M10210100%10.00250.0CVCVm乙酰水杨酸乙酰水杨酸试样(
由于药片中一般都添加一定量的赋形剂如硬脂酸镁、淀粉等不溶物,不宜直接滴定,可采用返滴定法进行测定。将药片研磨成粉末状后加入过量的NaOH标准溶液,加热一段时间使乙酰基水解完全,再用HCl标准溶液回滴过量的NaOH,滴定至溶液由红色变为接近无色即为终点。在这一滴定反应中,1mol乙酰水杨酸消耗2molNaOH。 2
案例三 离子交换树脂交换容量的测定 离子交换树脂是一种高分子聚合物的有机交换剂,具网状结构,在水、酸、碱中难溶,对有机溶剂、氧化剂、还原剂及其它化学试剂具有一定的稳定性,对热也比较稳定。在离子交换树脂的网状结构的骨架上,有许多可以与溶液中离子起交换作用的活性基团,例如-SO3H、-COOH等。
交换容量是指每克干树脂所交换的离子(离子的基本单元为)的物质的量,是衡量树脂性能的重要指标,一般使用的树脂其交换容量为3~6 mmol·g-1 。 本实验用酸碱滴定法测定强酸性的阳离子交换树脂(RH)的总交换容量和工作交换容量。 当用静态法测定总交换容量时,向一定量的H型阳离子树脂加入一定过量的NaOH标准溶液浸泡。当交换反应达到平衡时: RH + NaOH===== RNa + H2O 用HCl标准溶液滴定过量的NaOH。 H++ OH-===== H2O 3NaOHNaOHHClHCl(V-V)10=20.00100.0CCm
树脂
总交换容量 (mmol·g-1)
用动态法测定工作交换容量是,将一定量的H型树脂装入交换柱中,用Na2SO4溶液以一定的流量通过交换性。Na+与RH发生交换反应,交换下来的H+用NaOH标准溶液滴定。反应为: RH + Na+===== RNa + H+ H++ OH-===== H2O -3NaOHNaOH10=20.00250.0CVm
树脂
工作交换容量 (mmol·g-1)
案例四 福尔马林中甲醛含量的测定 甲醛是无色有强烈刺激性气味的气体,对空气的比重为1.06,略重于空气,易溶于水、醇和醚,有凝固蛋白质的作用,沸点为19℃。其30%~40%的水溶液为福尔马林液。甲醛与空气中离子形成氯化物反应生成致癌物——二氯甲基醚,已引起人们警觉。 3
甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能、免疫功能异常等方面,长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变,DNA单链内交连和DNA于蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病,引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中,儿童和孕妇对甲醛尤为敏感,危害也就更大。 甲醛主要用于制造医药、合成纤维、合成树脂、塑料防腐剂及还原剂等产品的原料。 用滴定分析的方法测定甲醛的含量是基于如下原理: 试样中的的甲醛与过量的中性亚硫酸钠作用,生成氢氧化钠。
CHHO+Na2SO3 + H2OC
HH+OH
SO3NaNaOH
生成氢氧化钠,可用溴百里酚蓝作指示剂,用盐酸标准溶液滴定。 HCl + NaOH= NaCl + H2O 甲醛含量的计算式为:
HClHCHOHCl
3HCHO1010025.00250.0CVMV
试样
(g/100mL)
案例五 食品中蛋白质含量的测定 蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵,加入NaOH溶液使其碱化。然后通过水蒸气蒸馏使氨溢出,用硼酸吸收后再用HCl标淮溶液滴定,根据酸的消耗量计算的结果乘以换算系数,即为蛋白质的含量。 主要反应式如下:422CuSOSOHnmCONHC442NHOH NH 4 + + OH - = NH3↑ + H2O NH3 + H3BO3 = NH 4 ++ H2BO3- H + + H2BO3- = H3BO3
当样品消耗酸滴定剂体积为V1,空白消耗酸滴定剂体积为V2时,蛋白质含
量的计算式为: 4
31HCl2-1410100%10.00100.0HClVVCFmHCl蛋白质试样() 图4-1 定氮蒸馏装置图 1. 安全管 2. 导管 3. 蒸汽发生器 4. 样品入口 5. 汽水分离器6. 反应管 7. 隔热套 8. 冷凝管 9. 吸收瓶
案例六 铝合金中铝含量的测定 铝合金中含有:Si,Mg,Cu,Mn,Fe,Zn,个别还含有Ti,Ni等,返滴定测定铝含量时,所有能与EDTA形成稳定络合物的离子都产生干扰,故缺乏选择性。对于复杂试样中的铝,一般都采用置换滴定法。 将试样溶解制成Al3+溶液,调节试液pH值为3~4,加入过量EDTA标准溶液,煮沸, 使Al3+与EDTA络合完全,反应为: Zn2+ + H2Y2-= ZnY2- + 2H+ Mn+ + H2Y2-= MY(n-4) - + 2H+ 冷却后,调pH值为5~6,以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA。 Zn2+ + H2Y2-= ZnY2- + 2H+ 滴定终点时:Zn2+ + H2In4- (黄) = 2H+ + ZnIn2-(紫红) 此时只需正确确定终点,不必记录体积读数。然后向溶液加入过量NH4F,加热至沸,使AlY-与F-之间发生置换反应,并释放出与Al等摩尔的EDTA,反应式为: AlY-+ 6F-+2H+ = AlF63-+ H2Y2- 5
流水冷却试液,调pH值为5~6,以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标准溶液滴定释放出的EDTA。 Zn2+ + H2Y2-= ZnY2- + 2H+ 滴定终点时:Zn2+ + H2In4- (黄) = 2H+ + ZnIn2-(紫红) 由于nAl = nZn,因此Al含量的计算式为:
2+2+3AlZnZnAl10100%25.00250.0CVMm
试样
案例七 氢氧化铝药片中铝和镁的测定 复方氢氧化铝(胃舒平)是一种中和胃酸的胃药,主要用于胃酸过多及胃和十二指肠溃疡,它的主要成分为氢氧化铝、三硅酸镁及少量颠茄流浸膏,在加工过程中,为了使药片成形,加了大量糊精。 药片中铝和镁的含量可用EDTA络合滴定法测定。先将药片用酸溶解,分离除去不溶于水的物质。然后取试液加入过量EDTA,调节pH=4左右,煮沸数分钟,使铝与EDTA充分络合,用Zn2+标准溶液返滴定法测定铝。 Al3+ + H2Y2-= AlY- + 2H+ Zn2+ + H2Y2-= ZnY2- + 2H+ 则每片药片中氢氧化铝的含量(Al(OH)3g/片)为:
2+2+AlOH333EDTAEDTAZnZnAl(OH)()10110.0010250.0CVCVMm()
试样 (g/片)
另取试液,调节pH=8~9,将铝沉淀分离,在pH=10的条件下,以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定滤液中的镁。 Mg2+ + Y4-= MgY2- 则每片药片中三硅酸镁的含量(Mg3SiO2g/片)为:
3232
3EDTAEDTAMgSiOMgSiO10125.0010250.0CVMm
试样
(g/片)
案例八 葡萄糖酸钙制剂中钙含量的测定 钙与身体健康息息相关,钙除成骨以支撑身体外,还参与人体的代谢活动, 6
它是细胞的主要阳离子,还是人体最活跃的元素之一,缺钙可导致儿童佝偻病,青少年发育迟缓,孕妇高血压,老年人的骨质疏松症。缺钙还可引起神经病,糖尿病,外伤流血不止等多种过敏性疾病。补钙越来越被人们所重视,因此,许多钙制剂相应而生。对葡萄糖酸钙制剂中钙的含量,可采用EDTA法进行直接测定。 制剂一般用酸溶解并加入少量三乙醇胺,以消除Fe3+等干扰离子,调节pH≈12~13,以钙指示剂作指示剂,EDTA滴定。滴定反应为: Ca2++Y4-=CaY2-
钙含量的计算式为:a3EDTAEDTACa10100%25.00100.0CCVMm试样
案例九 橡胶中锌含量的测定 试样经灰化,溶解在盐酸中。若含二氧化硅用氢氟酸和硫酸处理除去,加氯化铝和氟化铵使钙和镁以六氟合铝酸盐的形式沉淀,铁、钛和过量铝的干扰通过与氟离子生产络合物而消除或减少(大量铁的干扰可加2,4-戊二酮进一步消除)。最后以双硫腙和次甲基蓝为指示剂,用EDTA标准溶液滴定锌。试样中锌含量的计算式为: 3EDTAEDTAZnO10100%25.00100.0CVm
试样
案例十 水样中化学耗氧量的测定 水样的耗氧量是水质污染程度的主要指标之一,它分为生物耗氧量(简称BOD)和化学耗氧量(简称COD)两种。BOD是指水中有机物质发生生物过程时所需要氧的量;COD是指在特定条件下,用强氧化剂处理水样时,水样所消耗的氧化剂的量,常用每升水消耗O2的量来表示。水样中的化学耗氧量与测试条件有关,因此应严格控制反应条件,按规定的操作步骤进行测定。 测定化学耗氧量的方法有重铬酸钾法、酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。重铬酸钾法是指在强酸性条件下,向水样中加入过量的K2Cr2O7,让其与水样中的还原性物质充分反应,剩余的K2Cr2O7 以邻菲罗啉为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液返滴定。同时,需要用蒸馏水做空白试验。氯离子干扰测定,可在回流前加硫酸银除去。该法适用于工业污水及生活污水等含有较多复杂污染物的水样