高锰酸钾滴定氧化钙
化学与制药工程学院
综合与设计性化学实验
实验类型:
实验题目:
班 级: 应化0704 学 号: 07220418 姓 名:
实验题目:高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量
前言
Ca元素广泛存在于自然界当中,其存在形式多种多样,但大多以盐类的形式存在。它也是人体中不可缺少的元素之一,在人的每天所食用的各种食物(如鸡蛋、蔬菜)中几乎都含有该元素。钙元素的缺失会导致骨骼软化等各种疾病,因此合理的摄入一定量的钙元素对人体的健康至关重要。通过化学方法对物质中的含钙量进行分析,也可以为我们的生产、生活提供必不可少的数据。
由于钙离子的测定很难用常规方法来进行,所以传统的化学分析通常采用氧化还原反应原理,通过间接滴定法来实现:即先将钙离子转化为草酸钙沉淀,然后用1mol/L H2SO4将其溶解,测定使钙离子沉淀所需草酸的量,进而换算出钙的含量。
一、实验目的
1.学习间接氧化还原测定CaO的含量。
2.巩固沉淀分离、过滤洗涤与滴定分析基本操作。 3.培养学生理论联系实际,独立进行实验的能力 二、实验原理
鸡蛋壳的主要成分为CaCO3,其次为MgCO3、蛋白质、色素以及少量的Fe、Al。利用蛋壳中的Ca与草酸盐形成难溶的草酸盐沉淀,将沉淀经过滤洗涤分离后溶解,用高锰酸钾法测定C2O4含量,换算出CaO的含量,反应如下:
C2O4
2-+Ca
2+
=CaC2O4↓
2-
2+
CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4
+-2+
5H2C2O4+6H+2MnO4=2Mn+10CO2↑+8H2O
某些金属离子(Ba2+,Sr2+,Mg2+,Pb2+,Cd2+ 等)与C2O4
2-能形成沉淀对测
定Ca2+有干扰,可通过陈化等操作来消除或减弱其对实验的影响。
三、仪器与试剂
酸式滴定管、小烧杯(三个)、锥形瓶(六个)、分析天平、1:1盐酸、浓盐酸、5%草酸铵、10%氨水、1M H2SO4、甲基橙、草酸钠(分析纯)、KMnO4试剂(0.02mol/L) 四、实验步骤
1.配制实验所需的各种试剂。
2.用草酸钠对所配制的KMnO4标准溶液进行标定:精确称取烘干后的分析纯草酸钠晶体0.1508ɡ于250mL锥形瓶中,加30mL水和10mL1mol/L的H2SO4溶解,加热至75℃左右,用已配制好的KMnO4溶液进行标定,至溶液突变为浅红色为滴定终点,平行滴定三次,计算KMnO4溶液的浓度。
3.取0.1—0.15g的蛋壳碎片置于小烧杯中,加3—4mL1:1HCl溶解,再加入20mL蒸馏水,加热至全溶,过滤膜蛋白,转移至锥形瓶中,加入5%草酸铵50mL,如有沉淀加浓盐酸溶解,加热到70—80℃,滴加2—3滴甲基橙,此时溶液显红色,继续加入10%氨水,边加入边搅拌,至溶液变为黄色,加热二十分钟陈化(温度控制在75℃左右),缓慢过滤并用蒸馏水洗涤沉淀至无氯离子(AgNO3检验)。
4.用50mL 1mol/L的H2SO4 将沉淀洗至锥形瓶中,再用水洗两次,稀释至100mL,加热到75℃左右,用KMnO4标准溶液滴定至粉红色(开始滴定时要慢),再将滤纸推入锥形瓶,继续滴至粉红色,即为终点。 5.根据上述方法平行滴定三次,计算相关数据。 五、实验记录
KMnO4溶液标定数据
CaO含量测定数据
六、数据处理
5H2C2O4+6H++2MnO4-=2Mn2++10CO2↑+8H2O
5 n
2
2/5n
1.先求KMnO4溶液的浓度:n(Na2C2O4)=0.1508g/134g/mol=0.001125mol C(KMnO4)=[(2/5)*n(Na2C2O4)]
/V(KMnO4)=0.4*0.001125*1000/18.58=0.02422mol/L
根据此方法算出另外两组数据:n2=0.001131mol C2=0.02419mol/L n3=0.001144mol 计算平均值:c=(c1+c2+c3)/3=0.02420mol/L 2.计算蛋壳中CaO含量:
C3=0.02419mol/L
5H2C2O4+6H++2MnO4-=2Mn2++10CO2↑+8H2O
5
2
2.5n n
n(KMnO4)=C*V(KMnO4)=0.02420*15.28/1000=0.0003698mol m(CaO)=M(CaO)*(5/2)*n(KMnO4)=56*2.5*0.0003698=0.05177(g) W(CaO)=m(CaO)/m*100%=50.80% 同样方法计算另外两组实验,得出 W2=0.05669/0.1115*100%=50.84% W3=0.05737/0.1130*100%=50.77% W=(W1+W2+W3)/3=50.80%
再计算实验平均相对偏差:d=∑︱W-Wi|/3/W*100%=0.14% 七、实验讨论
1.在同样条件下,小晶粒的溶解度比大晶粒的大,同一溶液中,对大晶粒为饱和溶液时,对小晶粒则为未饱和,因此小晶粒就要溶解,这便是陈化的原理,通过加热可以缩短陈化的时间。
2. 沉淀要洗至无Cl离子为止,因为在酸性条件下,Cl离子会被KMnO4氧化,使测定结果偏大。
3.用(NH4)2C2O4沉淀Ca2+,需要先在酸性溶液中加入沉淀剂,然后在70~80℃时滴加氨水至甲基橙变黄,这样做的目的是为了在特定的溶液环境下使CaC2O4沉淀,从而消除或减弱其它沉淀对实验的干扰。
4. KMnO4本身带有颜色,不用指示剂即可判断滴定终点,这是本实验的一大优点,但是用氧化还原法来进行滴定存在着一些缺陷,最主要的一条就是草酸受热易分解,导致实验难以控制,引起误差。
5.本实验也可采用络合滴定法来完成,再加入少许铬黑T指示剂的情况下,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色恰变为纯蓝色即为终点,根据EDTA消耗的体积即可计算。但是此法易受其它金属离子的干扰,需要在合适的PH值情况下加入掩蔽剂才能减小其对实验的干扰。 八、参考文献
【1】基础化学实验教程(Ⅱ) 吉林化工学院基础化学实验教学中心编
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【2】分析化学(第五版) 武汉大学主编
【3】实验设计与数据处理 罗传义 时景荣编著 吉林科学技术出版社 【4】分析化学实验 蔡明招主编 化学工业出版社 【5】分析化学实验 于振宝 姜桂兰主编 化学工业出版社
九、评语和成绩
成绩: 指导教师:
在酸性介质中,铬酸根将转化为重铬酸根,溶液中铬酸根的浓度将减小,指示终点的铬酸银沉淀过迟出现,甚至难以出现.若碱性太强,则有氧化银沉淀析出.