高學峰 劉 露 吳 洋 韓克甲
(山東省淄博市新材料研究所,淄博 255040)
乙醇鎂(乙氧基鎂 、二乙氧基鎂)為乳白色或淺灰色粉末或顆粒,可燃,在空氣中徐徐水解,溶于酸、堿,難溶于乙醚和烴類,略溶于乙醇,屬于金屬有機化學范疇,廣泛應用于化工、陶瓷、醫藥、農藥、香料及洗滌用品、生物化學等有機合成的縮合和格氏等反應中。固體乙醇鎂的制備是以無水乙醇和高純度金屬鎂粉在惰氣保護及氯化汞(或碘化汞)催化劑存在下,加溫催化、真空干燥而制成,其特點是純度高(不小于98%)、 游離乙醇和其它含物極低。由于其科技含量高,目前國內很少有廠家生產。乙醇鎂含量的測定,目前國內尚無標準方法及相關資料介紹。在絡合滴定鎂的經典方法中,其掩蔽的慣用介質是氨性緩沖體系,應用較為廣泛,但其中有些存在的問題值得深入探討[1-4],如EBT含有大量鈉鹽外,純度只有50%~70%,滴定終點變色不夠敏銳,對是否已到達全藍色時判斷非易,尤其是低鎂測定更是如此等。
筆者認為,一般情況下要給出一種普遍適用的操作規程是不可能的,只有針對具體的試樣去尋求最佳的實驗條件,才能提高測定結果的準確度。筆者通過對絡合滴定鎂的經典方法改進,在TEA-氨性緩沖系統條件下,利用TEA-DL-Cystseine-Tartrare-en聯合掩蔽劑及混合指示劑的作用,用EDTA直接滴定,測定鎂含量,再將鎂含量折算成乙醇鎂的含量。該法簡便、快速,測定結果的相對標準偏差為0.082%~0.110%,平均回收率為99.88%,適合于實際樣品的測定。
鎂標準溶液:1.000 0 mg/mL;
掩蔽劑:每100 mL TEA溶液(1+1)中加入3 g Tartrare、1 g DL- Cysteine 、2 mL en溶液,使其溶解,混勻;
混合指示劑:將0.30 g鉻黑T、0.05 g百里酚酞、0.05 g甲基紅、0.2 g鹽酸羥胺溶解于35 mL TEA溶液(1+1)和20 mL EtOH的混合溶液中;
氨性緩沖劑:pH 10;
EDTA標準溶液:0.020 00 mol/L;
所用試劑除指明外均為分析純;
實驗所用水均為超純水(電阻率不小于18.2 MΩ·cm)。
稱取0.5 g(精確至0.000 1 g)樣品,加適量水,滴加鹽酸溶液(1+1),于低溫加熱至完全溶解,用水定容至250 mL容量瓶中,搖勻。
取適量試液于300 mL三角燒瓶中,加水至80 mL,加入掩蔽劑5 mL,搖動1 min,加氨性緩沖溶液15 mL,混合指示劑4滴, 用EDTA標準溶液滴定,試液由紫紅色恰成綠色為終點。
在pH 10條件下,能被氨羧絡合劑滴定鎂的物質很多,除EDTA外,這些氨羧絡合劑(如EGTA、DTPA、CDTA、CyDTA、EDTP等)與金屬離子螯合物的穩定性與EDTA和金屬離子的螯合物有差別[5],借此可以提高滴定Mg2+的選擇性。資料表明,EGTA與Ca的絡合物穩定常數(lgKCa-EGTA=11.0)稍大于EDTA(lgKCa-EDTA=10.7),其絡合鎂(lgKMg-EGTA=5.21)的能力小于EDTA(lgKMg-EDTA=8.7),而EDTP絡合鎂(lgKMg-EDTP=1.8)[6]的能力與EDTA則相差甚遠。EGTA滴定高鎂低鈣時要比EDTA好些,但作為一般常用試劑,價格則顯昂貴,(其它氨羧絡合劑也受多方面條件限制);而價格實惠、易購并廣泛應用的EDTA,其絡合能力強,能與很多金屬離子絡合,但易受干擾,所以本方法中在DL-Cysteine等掩蔽劑的存在下,大大提高了EDTA絡合物的穩定性。故本法選用EDTA為絡合滴定劑。
乙醇鎂是以無水乙醇和高純度金屬鎂粉為原料而制成的,其含游離乙醇和其它含物(氫氧化鎂、碳酸鎂、鐵等)極低,其中殘留微量Fe為主要干擾元素,用DL-Cysteine、TEA、Tartrare、en協同掩蔽,形成的四元絡合物不干擾鎂的測定。
DL-Cysteine屬生化試劑,白色粉末,溶于熱水和酸堿,是很重要的有機配位體,廣泛應用于各種金屬的螯合劑,在絡合反應中,既是金屬的解毒劑,也是掩蔽劑[7,8],絡合能力強,具有一定選擇性。在pH 2~3.5時,DL-Cysteine能掩蔽Fe、Ti、Cu、Hg、Ag、Th、Bi、Sb等干擾;在pH 5~6時,DL-Cysteine不但是Cu、Sn、Zr、Sb、Hg、Ag、Pb、Ti等良好的掩蔽劑,也是它們的EDTA螯合物的釋放劑;在pH 10時,它能很好地掩蔽Cu、Ni、Ca、Co、Zr、Cd、Hg、Ag、Ba、Pb等。實驗表明,用DL-Cysteine、TEA、Tartrare、en聯合掩蔽劑3~10 mL,效果最佳,本法選用5 mL。
分析中指示劑的選擇很重要,它直接影響分析結果的精密度和準確度。 選用單一的指示劑為最佳條件是比較困難的。若充分利用不同比例的混合指示劑,把握其互補色所形成的顏色,則能使滴定終點更加敏銳清晰。實驗表明,鉻黑T、百里酚酞、甲基紅混合指示劑選擇性高,克服了EBT自身缺點,很有實用意義,且終點顏色變化鮮明清晰,完全可用來替代EBT作為絡合滴定法測定鎂的指示劑。故本法選用4滴混合指示劑,較為適宜。
用本法對4份不同樣品平行測定6次,同時進行加標回收試驗,結果列于表1。由表1可見,本法的精密度與準確度好,測定結果令人滿意。

表1 方法的精密度和準確度(n=6)
DL-Cysteine是很重要的有機配體,廣泛應用于各種金屬的螯合劑,其絡合能力強,既是金屬的解毒劑,也是掩蔽劑,具有一定的選擇性,它的研究與應用具有實用意義和學術價值。采用混合指示劑利用它們的互補色所形成的顏色,可大大提高滴定終點的敏銳清晰性,完全可用來替代EBT作為絡合滴定法測定鎂的指示劑。
本法是一種較好的快速測定乙醇鎂中鎂的分析方法,測定結果準確,既適合于生產應用,也適合于相關監督檢驗部門的應用。
[1] 帥敏,韋明新. 對EGTA-氨性緩沖體系問題滴定EBT指示劑返色問題的探討[J]. 九江師專學報 (自然科學報), 1992,11(5):26-27.
[2] [捷] R·蒲希比.實用絡合滴定[M].廣東:中山大學出版社,1987:25-26.
[3] 戎關鏞.絡合滴定鎂的探討[J].冶金分析,1993,13(1):37-39.
[4] 龍彥輝. 配位滴定鈣、鎂指示劑的選擇與應用[J]. 重慶工業高等專科學校學報,2000,15(4):57-58.
[5] 杭州大學化學系化學教研室.化學分析手冊 第2分冊 化學分析[M].北京:化學工業出版社,1982:570-590.
[6] 王明德,王淑仁. 基礎化學分析[M]. 濟南:化學工業出版社,1985:316.
[7] 夏玉宇.化學員實用手冊[M]. 北京:化學工業出版社,1999:105-106.
[8] 王獻科,李玉萍. 用DL-半胱氨酸為釋放劑螯合滴定法測定鋯礦中的鋯[J], 分析科學學報, 1996,12(2):154-156.