快速測定碳酸鍶中的鈣含量的研究*

李玉龍，鄒興武，王樹軒，李 波，李 寧，楊占壽

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧810008；2.中國科學院研究生院）

化工分析與測試

快速測定碳酸鍶中的鈣含量的研究*

李玉龍1，2，鄒興武1，2，王樹軒1，李 波1，李 寧1，楊占壽1

（1.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧810008；2.中國科學院研究生院）

利用硝酸鍶、硝酸鋇、硝酸鈣在有機溶劑中溶解度的不同，把碳酸鹽樣品轉化為硝酸鹽，再用不同有機溶劑洗滌其中的硝酸鈣，用EDTA滴定樣品中鈣的含量。考察了不同有機洗滌溶劑、洗滌次數對碳酸鍶中鈣含量測定的影響，并作回收率實驗。建立了快速、準確，適用于碳酸鍶生產過程中鈣含量的快速分析的方法：用無水乙醇-無水乙醚（體積比為1∶1）混合液作洗滌液，洗滌次數為4次，該方法的回收率為98.4%～100.5%、RSD為0.02%。

碳酸鍶；碳酸鈣；硝酸鈣；EDTA

碳酸鍶被廣泛應用于顯像管的制造、陶瓷材料的改性、金屬的精煉等領域［1-2］。對于碳酸鍶中鈣含量的測定有化學方法和儀器分析方法。化工行業標準EDTA容量法［3］先測定鍶、鋇，再用草酸沉淀鈣，過濾后用鹽酸溶解，再用EDTA滴定，這種方法的誤差大、重現性差；而用儀器分析方法，如原子吸收光譜法［4］、分光光度法［5］等測定鈣含量時，通常分析微量、痕量樣品，分析誤差大，而且分析儀器的使用和設備維護步驟繁瑣、費用昂貴。筆者提出的方法適用于工業碳酸鍶中鈣含量的快速檢測與分析，該方法效率高、對儀器與試劑的要求低，具有實際意義。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

利用Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2在有機溶劑中溶解度的不同，先將SrCO3、BaCO3、CaCO3轉化為Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2，蒸干后，再用有機溶劑浸取、溶解、洗滌其中的Ca（NO3）2，從而使Ca（NO3）2和Sr（NO3）2、Ba（NO3）2分離，用EDTA測定鈣含量。

1.2 主要試劑與儀器

氨水溶液（1∶1）；氨水-氯化銨緩沖溶液（pH≈10）；EDTA標準溶液（0.02 mol/L）；EDTA-MgCl2溶液（0.05 mol/L）；硝酸溶液（5 mol/L）；無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚（體積比為1∶1）；乙酸銨溶液（10 g/L）；鉻黑T指示劑（5 g/L）。恒溫水浴；電熱板。

1.3 實驗方法

準確稱取170℃烘干至恒重的碳酸鍶樣品2 g，置于蒸發皿中，緩慢滴加5 mol/L硝酸至試樣溶解，蒸干后冷卻，用20 mL溶劑浸取Ca（NO3）2，過濾到250 mL錐形瓶中，用溶劑洗滌不溶物4次，每次2 mL，收集濾液，加40 mL水、2 mL滴定至終點的EDTA-MgCl2溶液、10 mL氨水-氯化銨緩沖溶液和3～5滴鉻黑T，用EDTA標準溶液滴定至溶液呈純藍色，以此消耗的EDTA的量計算Ca2+含量。

2 結果與討論

2.1 洗滌溶劑的選擇

分別以無水丙酮、無水乙醇和無水乙醇-無水乙醚溶液為洗滌溶劑，并做了加標回收實驗，考察不同溶劑對Ca（NO3）2洗滌的影響。實驗發現，無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚都可以用于硝酸鈣的洗滌，但是洗滌到實驗結果穩定的洗滌次數不同，而且鈣含量的測定結果隨洗滌溶劑的不同而略有不同，但是誤差均符合常量分析的要求。

2.2 洗滌次數的確定

研究了洗滌次數對實驗結果的影響，確定了測定碳酸鈣含量時的最佳洗滌次數。實驗結果見表1。從表1看出：經無水丙酮洗滌8次、無水乙醇洗滌6次、無水乙醇-無水乙醚洗滌4次后，其結果保持穩定。所以，確定無水乙醇-無水乙醚為洗滌溶劑。

表1 各種溶劑的洗滌次數實驗數據

2.3 實驗方法的回收率測定

對3種有機溶劑對硝酸鈣的溶解及實驗結果的回收率進行研究，加標回收實驗結果如表2所示。通過加標回收實驗可知，用無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚洗滌時，加標回收率滿足分析要求。所以，無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚，均可用作分析碳酸鍶中鈣含量時的洗滌溶劑。

表2 加標回收實驗數據

Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2熱穩定性及其在無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚中的溶解情況見表3。Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2在無水丙酮、無水乙醇、無水乙醇-無水乙醚中的溶解度不同：Ca（NO3）2＞Sr（NO3）2?Ba（NO3）2。從理論上講，用無水乙醇、無水丙酮作洗滌溶劑均可使Ca（NO3）2溶解，但是無水乙醇和無水丙酮均會溶解少量的Sr（NO3）2，因此向無水乙醇中混合無水乙醚，可以降低Sr（NO3）2的溶解度，從而提高洗滌溶劑對Ca（NO3）2的選擇，所以使用無水乙醇-無水乙醚作洗滌溶劑。

表3 各組分的分解溫度及在洗滌溶劑中的溶解情況

2.4 其他雜質的影響

所用碳酸鍶樣品成分如表4所示。影響碳酸鍶樣品分析的主要雜質是Fe3+、Pb2+、SO，但是在分析過程中其含量用化學方法均未測出。由表4可見，測定結果與樣品的出廠檢測結果相比，誤差較小，說明本方法切實可行。

表4 樣品出廠檢測結果與實驗結果 %

3 結論

考察了用無水丙酮、無水乙醇和無水乙醇-無水乙醚作洗滌溶劑對碳酸鍶樣品中鈣含量測定的影響以及洗滌次數對測定的影響。建立了快速、準確，適用于碳酸鍶生產過程中鈣含量的快速分析的方法：用無水乙醇-無水乙醚作洗滌溶劑，洗滌次數為4次，該方法的回收率為98.4%～100.5%、RSD為0.02%，誤差符合分析要求。

［1］ 張慶靂，王愛廣，吳衛東.中國工業碳酸鍶生產現狀及發展方向［J］.無機鹽工業，2005，37（8）：1-4.

［2］ 劉牡丹，李光輝，董海剛，等.中國碳酸鍶工業生產現狀與進展［J］.無機鹽工業，2006，38（1）：9-12.

［3］ HG/T 2958.1—1988 天青石礦石中鍶和鈣含量的測定EDTA容量法［S］.

［4］ 邢謙，謝海東，董邁青.火焰原子吸收光譜法測定天青石中鍶［J］.巖礦測試，2008，8（4）：313-315.

［5］ 杜軍，于鯨，劉作華，等.偶氮胂Ⅲ分光光度法測定八水氫氧化鋇中微量鍶［J］.冶金分析，2009，29（7）：61-64.

［6］ 吳衛東.掩蔽鍶—鉻酸鋇—碘量法測定碳酸鍶中鋇［J］.無機鹽工業，2000，32（5）：45-46.

Study on rapid determination of calcium in strontium carbonate

Li Yulong1，2，Zou Xingwu1，2，Wang Shuxuan1，Li Bo1，Li Ning1，Yang Zhanshou1
（1.Qinghai Institute of Salt Lakes，Chinese Academy of Science，Xining 810008，China；2.Graduated University，Chinese Academy of Science）

According to the difference solubilities of strontium nitrate,barium nitrate，and calcium nitrate in organic solvents, carbonate samples were converted to nitrates,and then washing calcium nitrate with different organic solutions and titrating calcium content with EDTA.Different solvents and washing times that affect determination of calcium content in strontium carbonate were investigated and the recovery experiment was verified.A rapid and accurate method for analysis of calcium content in production of strontium carbonate was established，i.e.the nitrate was washed by anhydrous ethanol-anhydrous ether（volume ratio=1∶1）for 4 times.Standard sample recovery rates and RSD of this method were 98.4%～100.5% and 0.02%，respectively.

strontium carbonate；calcium carbonate；calcium nitrate；EDTA

TQ132.32

：A

：1006-4990（2012）04-0038-02

2011-10-25

李玉龍（1986—），男，碩士研究生，主要研究方向為鹽湖化工。

中科院科技支青項目（Y010051005）。

聯系人：王樹軒

聯系方式：tyy198609@163.com