一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法

摘要

本发明公开了一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法，包括以下步骤：试料溶液的制备、全钙含量的电位滴定测定、碳酸钙含量的电位滴定测定和氟化钙含量的计算；其中，电位滴定采用EDTA标准溶液进行测定，以滴定测定的全钙含量减去滴定测定的碳酸钙含量，计算出萤石中氟化钙的含量。该电位滴定的指示电极为Ca电极，参比电极为Ag，AgCl参比电极，在掩蔽剂和沉淀剂存在下测定全钙含量；用乙酸浸取试料溶液后测定碳酸钙含量。本发明使用电位滴定方法替代传统的手工滴定方法，对于滴定终点的判断更强，使检测结果更加准确。避免多次滴定产生误差，特别是不同人员之间的检测因滴定终点的判断而造成的检验误差，提升准确率。

说明书

技术领域

本发明涉及分析技术领域，特别是涉及一种测定萤石中氟化钙的分析方法。

背景技术

目前，对于萤石中氟化钙的测定多采用标准方法：GB/T5195.1萤石氟化钙的测定，此方法使用传统滴定法滴定总钙含量，再减去试料中的碳酸钙量的，计算试样中氟化钙的质量分数。但对于传统的手动滴定方法，通常以指示剂来指示滴定终点。由于指示剂滴定终点颜色突变不显著，人为判断容易产生误差，因此需要一种灵敏度高、精确、准确、高效的测定方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是在于提供一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法，用于解决现有技术中人为判断而产生的误差，提供一种灵敏度高、精确、准确、高效的测定方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法，包括以下步骤：试料溶液的制备、全钙含量的电位滴定测定、碳酸钙含量的电位滴定测定和氟化钙含量的计算；其中，电位滴定采用EDTA标准溶液进行测定，以滴定测定的全钙含量减去滴定测定的碳酸钙含量，计算出萤石中氟化钙的含量。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述电位滴定的指示电极为Ca电极，参比电极为Ag，AgCl参比电极。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述试料溶液的制备步骤中，定量称取萤石试料，使用混酸将萤石试料加热分解，冷却后过滤并定容，记录体积为V，得到试料溶液。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述试料溶液的制备步骤中，所述混酸为盐酸、硼酸、硫酸的混酸；以配制1L所述混酸为基础，所述混酸的制备方法为：向15g硼酸中加入80mL水，然后缓慢加入20mL硫酸，以加热溶解硼酸；稍冷，移入预先盛有200mL盐酸和600mL水的试剂瓶中，冷却至室温，用水稀释至1L。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述全钙含量的电位滴定测定步骤中，定量分取试料溶液，记录分取的试料溶液体积为V

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述碳酸钙含量的电位滴定测定步骤中，分取与所述全钙含量的电位滴定测定步骤中相同质量的萤石试料，用乙酸浸取，经分解碳酸钙后得到用于碳酸钙测定的试样溶液，将所述用于碳酸钙测定的试样溶液用水全部洗入到电位滴定仪专用烧杯中，用水稀释后，加入掩蔽剂和沉淀剂，用EDTA标准溶液进行电位滴定碳酸钙，记录消耗的EDTA标准溶液体积为V

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述全钙含量的电位滴定测定步骤中，在掩蔽剂存在下，于pH大于12.5的条件下，使用EDTA标准溶液对定量分取的试料溶液进行电位滴定，测定全钙含量；优选地，所述掩蔽剂为三乙醇胺，用于掩蔽Fe

本发明中，在加入三乙醇胺掩蔽Fe

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述全钙含量的电位滴定测定步骤中，向试料溶液中加入氢氧化钾溶液，用于调节试料溶液的pH并沉淀金属离子干扰物。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述碳酸钙含量的电位滴定测定步骤中，所述掩蔽剂为三乙醇胺，用于掩蔽Fe

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述碳酸钙含量的电位滴定测定步骤中，所述沉淀剂为氢氧化钾溶液，用于调节试料溶液的pH并沉淀金属离子干扰物。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述碳酸钙含量的电位滴定步骤中，所述乙酸为质量比为1:7的冰乙酸水溶液；优选地，所述乙酸以ρ＝1.05g/ml的冰乙酸配制，加水并加热煮沸驱尽二氧化碳，冰乙酸与水的质量比为1:7。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述氟化钙含量的计算步骤中，萤石中氟化钙的含量采用如下公式进行计算：

其中，

c--------EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

V------试料溶液的体积，单位为毫升(mL)；

78.08------氟化钙的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)；

V

V

m--------试料量，单位为克(g)；

A--------该试料中碳酸钙的质量分数换算成相当的氟化钙质量分数，数值以％表示，

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述全钙含量的电位滴定测定步骤中，萤石中全钙含量的测定步骤如下：

(1)称取0.5g(精确到0.1mg)萤石试料置于250mL烧杯中，加无水乙醇润湿，加50ml混酸(盐酸-硼酸-硫酸)盖上表面皿加热微沸30min，取下冷却，用水冲洗表面皿和烧杯，并稀释至100mL；过滤，定容至250mL，记作V，得到萤石试料溶液。

(2)分取步骤(1)中试料溶液25.00mL，记作V

(3)将电位滴定仪的指示电极(Ca电极)和参比电极(Ag，AgCl参比电极)插入步骤(2)中的电位滴定仪专用烧杯中，采用EDTA标准溶液，浓度记作c，进行滴定，启动电位滴定仪，开始滴定；

(4)步骤(3)中电位滴定完成后，根据电位滴定仪给出的电位突跃点确定电位滴定终点，记录电位滴定终点处所消耗的EDTA标准溶液体积，记作V

本发明中，步骤(3)中电位滴定过程完成后，电位滴定仪根据测得的电位值E与所消耗的EDTA标准溶液体积V绘制E-V滴定曲线，并给出电位突跃点，即，滴定终点处所消耗的标准溶液体积与突跃电位值。

上述分析方法中，作为一种优选实施方式，所述碳酸钙含量的电位滴定测定步骤中，萤石中碳酸钙含量的测定步骤如下：

(5)向0.5g(精确到0.1mg)试料中加入20mL乙酸，盖上表面皿，在室温放置30min，得到用于碳酸钙测定的试样溶液。

(6)浸取液中钙量的测定：

将步骤(5)得到的试样溶液用水全部洗入到电位滴定仪专用烧杯中，用水稀释至约150mL，加5mL三乙醇胺，20mL氢氧化钾溶液。

(7)将电位滴定仪的指示电极(Ca电极)和参比电极(Ag，AgCl参比电极)插入步骤6中的电位滴定仪专用烧杯中，采用EDTA标准溶液滴定，启动电位滴定仪，开始滴定；

(8)滴定过程完成后，电位滴定仪根据测得的电位值E与所消耗的EDTA标准溶液体积V绘制E-V滴定曲线，并给出电位突跃点，即滴定终点处所消耗的EDTA标准溶液体积与突跃电位值，根据所消耗的EDTA标准溶液体积，记作V

试样中碳酸钙的质量分数采用如下公式进行计算：

其中，

c--------EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

V

m--------试料量，单位为克(g)；

100.08-----碳酸钙的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。

本发明中所用药品均为分析纯。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

本发明使用电位滴定方法替代传统的手工滴定方法，对于滴定终点的判断更强，使检测结果更加准确。避免多次滴定产生误差，特别是不同人员之间的检测因滴定终点的判断而造成的检验误差，提升准确率。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明具体实施方式采用电位滴定仪为瑞士万通公司的仪器型号为HXSH-1的自动电位滴定仪。

实施例1

本实施提供了一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法，使用EDTA标准溶液电位滴定测定出总钙和碳酸钙的含量，以滴定出的全钙含量减去滴定测定的碳酸钙含量，计算出萤石中氟化钙的含量。具体步骤如下：

全钙含量的电位滴定测定

(1)称取0.5g(精确到0.1mg)萤石试料置于250mL烧杯中，加几滴无水乙醇，加50ml混酸(盐酸-硼酸-硫酸)盖上表面皿加热微沸30min，取下冷却，用水冲洗表面皿和烧杯，并稀释至100mL；过滤，定容至250mL(记作V)。

(2)移取步骤(1)的试料溶液25.00mL(记作V

(3)将电位滴定仪的指示电极(Ca电极)和参比电极(Ag，AgCl参比电极)插入步骤(2)中的电位滴定仪专用烧杯中，采用EDTA标准溶液(浓度记作c)滴定，启动电位滴定仪，开始滴定；

(4)步骤(3)的电位滴定仪，滴定过程完成后，电位滴定仪根据测得的电位值E与所消耗的EDTA标准溶液体积V绘制E-V滴定曲线，并给出电位突跃点，即，滴定终点处所消耗的标准溶液体积(记作V

其中，

c--------EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

V------试料溶液的体积，单位为毫升(mL)；

78.08------氟化钙的摩尔质量，单位为克每摩尔g/mol；

V

V

m--------试料量，单位为克(g)。

碳酸钙含量的电位滴定测定

(5)将0.5g(精确到0.1mg)试料置于250mL烧杯中，加入20mL乙酸，盖上表面皿，在室温放置30min，得到用于碳酸钙测定的试样溶液。

(6)浸取液中钙量的测定：

将步骤(5)得到的试样溶液用水全部洗入到电位滴定仪专用烧杯中，用水稀释至约150mL，加5mL三乙醇胺，20mL氢氧化钾溶液。

(7)将电位滴定仪的指示电极(Ca电极)和参比电极(Ag，AgCl参比电极)插入步骤6中的电位滴定仪专用烧杯中，采用EDTA标准溶液滴定，启动电位滴定仪，开始滴定；

(8)滴定过程完成后，电位滴定仪根据测得的电位值E与所消耗的EDTA标准溶液体积V绘制E-V滴定曲线，并给出电位突跃点，即滴定终点处所消耗的标准溶液体积与突跃电位值，根据所消耗的标准溶液体积(V

其中，

c--------EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

V

m--------试料量，单位为克(g)；

100.08-----碳酸钙的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。

氟化钙含量的计算

(9)根据公式(1)-(3)，最终可以高效准确的检测出萤石中的氟化钙含量。

重复性实试验：

采用本实施例中萤石中氟化钙含量分析方法对单个萤石样品进行多次连续分析测定，测定结果见表1，由表1可知：对单个萤石样品进行6次重复测定，氟化钙的平均含量为80.28％，相对标准偏差(RSD)为0.11，小于2％，可见该方法重复性良好。

表1实施例1中氟化钙含量重复性试验结果/％

中间精密度试验：

表2氟化钙含量中间精密度试验结果/％

按照重复性试验方法，由不同分析人员于不同日期，对单个萤石样品进行重复测定，考察12次测定结果的RSD，结果见表2。由表2可知：对单个萤石样品进行12次重复测定，氟化钙的平均含量为85.32％，RSD为0.13，小于2％，可见该方法精密度良好。

准确度试验：

采用本实施例中萤石中氟化钙含量分析方法测定多个萤石标准样品，并与认定值(这里的认定值是标准样品证书的值)对照，对比结果见表3。由表3可知，用此方法测定的结果与标样认定值相近，在国家标准GB/T 5195.1的允许误差范围，符合技术要求。

表3氟化钙含量准确度实验结果/％

综上分析，本发明提供的一种采用电位滴定法测定萤石中氟化钙的分析方法，该方法的电位滴定突跃明显，重复性、精密度、准确度符合技术要求，与传统的手工滴定相比，具有高效率，操作简单的优点。