方法原理:EDTA能與許多金屬離子Mn、Cu、Zn、Ni、Co、Ba、Sr、Ca、Mg、Fe、Al等起配合反應,形成微理解的無色穩定性配合物。但在土壤水溶液中除Ca2+和
Mg2+外,能與EDTA配合的其它金屬離子的數量極少,可不考慮。因而可用EDTA在pH10時直接測定Ca2+和Mg2+的數量。
干擾離子加掩蔽劑消除,待測液中Mn、Fe、Al等金屬含量多時,可加三乙醇胺掩蔽。1:5的三乙醇胺溶液2ml能掩蔽5-10mg Fe、10mgAl、4mgMn。
當待測液中含有大量CO32-或HCO3-時應預先酸化,加熱除去CO2,否定時,由于CaCO3逐漸離解而使滴定終點拖長。
當單獨測定Ca時,如果待測液含Mg2+超過Ca2+的5倍,用EDTA滴Ca2+時應先稍加過量的EDTA,使Ca2+先和EDTA配合,防止堿化時形成的Mg(OH)2沉淀對Ca2+吸
附。最后再用CaCl2標準溶液回滴過量EDTA。
單獨測定Ca時,使用的指示劑有紫尿酸銨,鈣指示劑(NN)或酸性鉻藍K等。測定Ca、Mg含量時使用的指示劑有鉻黑T,酸性鉻藍K等。
主要儀器:元素分析儀、10mL半微量滴定管
試劑:
(1)4mol·L-1的氫氧化鈉溶液。溶解氫氧化鈉40g于水中,稀釋至250mL,貯塑料瓶中,備用。
(2)鉻黑T指示劑。溶解鉻黑T0.2g于50mL甲醇中,貯于棕色瓶中備用,此液每月配置1次,或者溶解鉻黑T0.2g于50mL二乙醇胺中,貯于棕色瓶。這樣配置的溶液
比較穩定,可用數月。或者稱鉻黑T0.5g與干燥分析純NaCl100g共同研細,貯于棕色瓶中,用畢即刻蓋好,可長期使用。
(3)酸性鉻藍K+萘酚綠B混合指示劑(K-B指示劑)。稱取酸性鉻藍K 0.5g和萘酚綠B 1g與干燥分析純NaCl100g共同研磨成細粉,貯于棕色瓶中或塑料瓶中,用畢即刻蓋
好,可長期使用。或者稱取酸性鉻藍K 0.1g,萘酚綠B0.2g,溶于50mL水中備用,此液每月配制1次。
(4)濃HCl(化學純,β=1.19g/mL)。
(5)1:1HCl(化學純)。取1份禁發 鹽酸加1份水。
(6)pH10緩沖液。稱取禁發 氯化銨(化學純)67.5g溶于無二氧化碳的水中,加入新開瓶的濃氨水(化學純,密度0.9g·mL-1,含氨25%)570mL,用水稀釋至1L,貯于塑料瓶中,并注意防止吸收空氣中的二氧化碳。
(7)0.01mol·L-1Ca標準溶液。準確稱取在105℃下烘4-6h的分析純CaCO30.5004g。溶于25 mL0.5 mol·L-1HCl中煮沸除去CO2,用無CO2蒸餾水洗入500 mL量瓶,并稀釋至刻度。
(8)0.01mol·L-1EDTA標準溶液。取EDTA二鈉鹽3.720g溶于無二氧化碳的蒸餾水中,微熱溶解,冷卻定容至1000mL。用標準Ca2+溶液標定,貯于塑料瓶中,備用。
碳硫分析儀操作步驟:
(1)鈣的測定。吸取土壤浸出液或水樣10-20 mL(含Ca0.02-0.2mol)放在150 mL燒杯中,加1:1 HCl2滴,加熱1min,除去CO2,冷卻,將燒杯放在元素分析儀上,杯下墊一張白紙,以便觀察顏色變化。
給此液中加4mol·L-1的NaOH3滴中和HCl,然后每5 mL待測液再加1滴NaOH和適量K-B指示劑,攪動以便Mg(OH)2沉淀。
用EDTA標準溶液滴定,其終點由紫紅色至藍綠色。當接近終點時,應放慢滴定速度,5-10s加1滴。如果無元素分析儀時應充分攪動,謹防滴定過量,否則將會得不到準確終點。記下EDTA用量(V1)。
(2)Ca、Mg合量的測定。吸取土壤浸出液或水樣10-20 mL(每份含Ca和Mg0.01-0.1mol)放在150 mL燒杯中,加1:1 HCl 2滴搖動,加熱至沸1min,除去CO2,冷卻。加3.5 mLpH10緩沖液,加1-2滴鉻黑T指示劑,用EDTA標準溶液滴定,碳硫聯測分析儀終點顏色由深紅色到天藍色,如加KB指示劑則終點顏色由紫紅色變成藍綠色,消耗EDTA量(V2)。
結果計算:
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式中:V1——滴定Ca2+時所用的EDTA的體積(mL);
V2——滴定Ca2+、Mg2+含量時所用的EDTA的體積(mL);
c(EDTA)——EDTA標準溶液的濃度(mol·L-1);
ts——分取倍數;
m——烘干土樣樣品的質量(g)