鈣含量測定原理及過程分析

王久慶

（中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠，湖北潛江433121）

鈣含量測定原理及過程分析

王久慶

（中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠，湖北潛江433121）

簡述了鈣指示劑的結構、變色原理及與Ca2+的作用原理，論述了鈣指示劑與EDTA的反應過程、干擾鈣指示劑發揮作用的物質及pH值對鈣指示劑的影響。

鈣含量；測定原理；過程分析

溶液中鈣含量的測定方法是在測定完有效氯的溶液中，加入少量鹽酸，然后加入氫氧化鉀調節pH值至11~13，加入適量鈣指示劑搖勻，用0.1mol/L的EDTA進行滴定直至溶液從藍色變為酒紅色。

1 鈣指示劑的結構、變色原理及與Ca2+的作用原理

當pH值＜8時，鈣指示劑中有2個－OH，其分子中π-π*躍進能量高，吸收能量較高的短波長光而顯酒紅色。

當pH值為8～13時，其分子中1個OH－以－O－形式存在，由于－O－的強烈斥電子作用，使電子云密度增加，因而降低了π*成鍵軌道的能級，從而使π-π*躍進能量降低，吸收峰紅移，即吸收能量較低的紅色光而顯藍色。

當pH值＞13時，分子中2個OH都以－O－形式存在，它們對萘環的斥電子作用同時增加，大小相同，其結果就使－N＝N－上的電子云密度未發生改變，π-π*躍進能量回到pH值＜8時的能量，故其溶液仍呈現酒紅色。

當Ca2+與鈣指示劑結合時，溶液的pH值＜8時，Ca2+并未與鈣指示劑反應，溶液的顏色是鈣指示劑自身的顏色，當溶液中pH值為8~13時，指示劑與鈣發生絡合反應，同時由于鈣離子的強離子作用，使得另一個－OH離解成－O－，并與之形成離子鍵，結構如下：

2 鈣指示劑與EDTA的反應過程

在pH值為8~13的溶液中，Ca2+與指示劑結合，以A式存在，當以EDTA進行滴定時，Ca2+與EDTA形成如下正八面體絡合物。

相對于A式而言，其穩定常數高出許多倍，鉻藍黑在pH值為9、10、11、12時的穩定常數分別為1.07、2.08、3.08和4.07。

3 干擾鈣指示劑的物質

3.1 指示劑

指示劑相對較為穩定，但遇濃鹽酸或Na2S2O4（保險粉）時，易發生分解。有效氯測定完成后，溶液中有較濃的鹽酸易引起指示劑分解，因此，要在調節pH值至10～12后再加入指示劑。

3.2 溶液中的離子

由于K+、Na+所帶電荷少，離子半徑與絡合所需半徑不合適，不易與EDTA、鈣試劑生成絡合物，對整個絡合反應沒有影響。OH－能與Ca2+形成Ca（OH）2沉淀，I－離子半徑很大，也不易與Ca2+形成穩定絡合物，對實驗無影響。

4 pH值對鈣指示劑的影響及控制

此時，溶液中產生Ca（OH）2沉淀。

滴定完有效氯的溶液，加入8mol/LKOH，至產生Ca（OH）2沉淀，然后用稀鹽酸滴至沉淀剛好消失。溶液中過量鹽酸被KOH中和后，加入少量稀鹽酸，再用KOH少量，至剛好產生少量Ca（OH）2沉淀為止，由于初形成Ca（OH）2，可以反推。此時溶液的pH值為11~13，加入少量蒸餾水稀釋使溶液體積接近100mL，再加入鈣指示劑搖勻，就會得到天藍色的鈣－鈣指示劑絡合物溶液。由于pH值已控制為11～13，此時用EDTA可非常方便準確地滴定至終點。

Ca（OH）2溶解度為1.2 g/L

一般而言，有效氯測定后溶液體積為100mL，則：

Determ ination principlesof calcium contentsand itsprocessanalysis

WANG Jiu-qing
(SaltChemical Industry GeneralPlant,Jianghan Oil Field Branch,SINOPEC,Qianjiang 433121,China)

The structure and color deterioration theory of calcium indicatorand action principlesofCa2+were introduced briefly.The reaction process between calcium indicator and EDTA,disturbance materials of calcium indicatorand the influence ofpH valueon calcium indicatorwere discussed.

calcium contents;determinatoin principles;processanalysis

book=28,ebook=137

TQ075+.1

B

1009－1785(2010)08－0028-02

2010-06-23