§ 30. Определение содержания кальция

Методы количественного определения кальция. Существуют различные методы определения кальция.

а) Весовые методы.

1) Осаждение в виде оксалата и взвешивание в виде или (см. «Весовой анализ»).

2) Осаждение в виде сульфата из спиртового раствора.

3) Осаждение в виде пикролоната .

б) Объемные методы.

1) Осаждение в виде оксалата кальция и последующее определение связанного с кальцием оксалат-иона методом перманганатометрии или цериметрии.

2) Осаждение в виде молибдата , восстановление молибдена и титрование его ванадатом аммония.

3) Комплексонометрический метод.

Весовой метод определения кальция имеет весьма существенные недостатки.

1. Определение содержания кальция в различных технических объектах весовым методом представляет собой весьма длительную операцию.

2. Осаждение ионов кальция в виде связано с большими трудностями, обусловливаемыми невозможностью достижения количественного выделения оксалата кальция;

3. Осадок оксалата кальция бывает часто загрязнен посторонними примесями и его трудно выделить в химически чистом виде.

4. Получение весовой формы связано с применением относительно высокой температуры, необходимой для термического разложения оксалата кальция.

5. Получаемая весовая форма нестабильна и подвергается действию влаги и двуокиси углерода воздуха, вследствие чего ее масса меняется в зависимости от условий получения, и хранения.

Поэтому в настоящее время весовой метод определения кальция утратил прежнее свое значение и вытеснен более прогрессивными объемными методами анализа.

Один из этих методов описан выше (см. гл. II.I, § 28). Перманганатометрический метод определения кальция отличается рядом преимуществ по сравнению с весовыми методами анализа. Одним из таких преимуществ является более быстрое завершение операции определения. Однако перманганатометрическому методу определения кальция, основанному на осаждении ионов кальция в виде оксалата и последующем титровании оксалат-ионов перманганатом, свойственны многие недостатки весового анализа, связанные с невозможностью полного количественного осаждения и отделения оксалата кальция.

Из объемных методов анализа наиболее точным и быстрым методом определения кальция несомненно является комплексонометрическое титрование ионов кальция комплексоном III.

Комплексонометрический метод определения кальция. Комплексонометрическое определение кальция основано на прямом методе титрования его ионов стандартным раствором комплексона III в присутствии мурексида или кислотного хром темно-синего. Индикатор образует с ионами кальция комплексное соединение красного цвета. При титровании раствора комплексоном III в точке эквивалентности красная окраска переходит в окраску, характерную для свободного индикатора.

В результате титрования солей кальция комплексоном III происходит образование комплекса и кислоты:

Образующийся комплекс относительно неустойчив:

Поэтому образование свободной кислоты во время реакции или прибавление ее в титруемый раствор перед титрованием сдвигает указанное равновесие влево, т. е. в сторону разрушения комплекса.

ЭДТА является четырехосновной кислотой, характеризуется следующими константами: и представляет собой относительно слабую кислоту, поэтому раствора ее комплекса с не должен быть ниже 10,3. Если будет меньше, то образует соответствующие гидроанионы: и кислоту . При этом комплекс разрушается или не образуется совсем.

Таким образом, устойчивость внутрикомплексной соли, образуемой ионами кальция с комплексоном III зависит от величины раствора.

Поэтому для обеспечения оптимального течения реакции образования комплекса - титрование солей кальция раствором ЭДТА нужно проводить в сильнощелочной среде при . В этом случае достигается полная нейтрализация образующейся в процессе Нитрования свободной кислоты и наблюдается максимальный скачок кривой титрования (рис. 61).

Рис. 61. Кривые титрования иоков кальция комплексоно-метрическим методом при различных значениях раствора: 1 - ; 2 - ; 3 - ; 4 - .

Методика определения. В мерной колбе емкостью готовят приблизительно 0,1 н. раствор какой-либо растворимой в воде соли кальция. Отбирают в коническую колбу пипеткой приготовленного раствора, добавляют дважды перегнанной дистиллированной (или деионизированной) воды, -ного раствора едкого натра, 2—3 капли индикатора и титруют при непрерывном перемешивании 0,1 н. раствором комплексона III до перехода красной окраски в фиолетовую или синюю. Под конец титрование проводят очень медленно.

Расчет ведут обычным образом (см. гл. 1, § 10).

Пр имечание. Если определяют процентное содержание окиси кальция в силикатных материалах, то при расчете пользуются формулой:

где — объем раствора комплексона III, израсходованного на титрование навески анализируемого материала, ; - титр комплексона III, выраженный по определяемому веществу, а — навеска, г; — содержание в силикате воды, .