高锰酸钾滴定氧化钙.doc

化学与制药工程学院综合与设计性化学实验实验类型： 设计 实验题目： 高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量 班 级： 应化0704 学 号： 07220418 姓 名： 实验日期： 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Ca2+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C2O2- 4含量，换算出CaO的含量，反应如下：C2O42-+Ca2+=CaC2O4CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O45H2C2O4+6H+2MnO4-=2Mn2+10CO2+8H2O某些金属离子（Ba2+，Sr2+，Mg2+，Pb2+，Cd2+等）与C2O42-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0.1508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0.10.15的蛋壳碎片置于小烧杯中，加34mL1:1HCl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7080，滴加23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溶液标定数据编号123Na2C2O4质量(g)0.15080.15160.1533KMnO4的体积(mL)18.5818.7018.92CaO含量测定数据编号123蛋壳质量（g)0.10190.11150.1130KMnO4体积（mL)15.2816.7216.92六、数据处理5H2C2O4+6H+2MnO4-=2Mn2+10CO2+8H2O5 2n 2/5n1.先求KMnO4溶液的浓度：n(Na2C2O4)=0.1508g/134g/mol=0.001125molC(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 C3=0.02419mol/L计算平均值：c=(c1+c2+c3)/3=0.02420mol/L2.计算蛋壳中CaO含量：5H2C2O4+6H+2MnO4-=2Mn2+10CO2+8H2O5 22.5n n n(KMnO4)=C*V(KMnO4)=0.02420*15.28/1000=0.0003698molm(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 沉淀要洗至无离子为止，因为在酸性条件下，离子会被KMnO4氧化，使测定结果偏大。3用沉淀Ca2+，需要先在酸性溶液中加入沉淀剂，然后在7080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（） 吉林化工学院基础化学实验教学中心编【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