高錳酸鉀法測鈣的含量

一、原理

  利用KMnO4法測定鈣的含量，只能采用間接法測定。將樣品用酸處理成溶液，使Ca2+溶解在溶液中。Ca2+在一定條件下與C2O42-作用，形成白色CaC2O4沉淀。過濾洗滌后再將CaC2O4沉淀溶于熱的稀H2SO4中。用KMnO4標準溶液滴定與Ca2+ 1:1結合的C2O42-含量。其反應式如下：

Ca2++C2O42- = CaC2O4↓        

CaC2O4+2H+ = 2Ca2++H2C2O4 

5H2C2O4+2MnO4-+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O
  沉淀Ca2+時，為了得到易于過濾和洗滌的粗晶形沉淀，必須很好地控制沉淀的條件。通常是在含Ca2+的酸性溶液中加入足夠使Ca2+沉淀完全的(NH4)2C2O4沉淀劑。由于酸性溶液中C2O42-大部分是以H C2O4-形式存在，這樣會影響CaC2O4的生成。所以在加入沉淀劑后必須慢慢滴加氨水，使溶液中H+逐漸被中和，C2O42-濃度緩慢地增加，這樣就易得到CaC2O4粗晶形沉淀。沉淀完畢，溶液pH值還在3.5～4.5，即可防止其他難溶性鈣鹽的生成，又不致使CaC2O4溶解度太大。加熱半小時使沉淀陳化（陳化的過程中小顆粒晶體溶解，大顆粒晶體長大）。過濾后，沉淀表面吸附的C2O42-必須洗凈，否則分析結果偏高。為了減少CaC2O4在洗滌時的損失，則先用稀(NH4)2C2O4溶液洗滌，然后再用微熱的蒸餾水洗到不含C2O42-時為止。將洗凈的CaC2O4沉淀溶解于稀H2SO4中，加熱至(75～85)℃，用KMnO4標準溶液滴定。 
 

二、實驗用品

  濃H2SO4 ，30% H2O2，1:1氨水，⒋5% (NH4)2 C2O4溶液，0.1% (NH4)2 C2O4溶液，10% H2SO4溶液，甲基橙指示劑， c（1/5KMnO4）= 0.1 mol?L-1 KMnO4 標準溶液，10% BaCl2溶液，樣品。
 

三、操作步驟
 

1、 樣品預處理
  樣品預處理常用消化法和灰化法兩種。凡樣品中含鈣量高時用消化法為宜；含鈣量低時用灰化法為宜。兩種方法制備的溶液均可測定鈣、磷、錳等元素。   本實驗只對消化法做一介紹： 

  準確稱取風飼料樣品2g左右，放入250mL凱氏瓶底部， 加入濃H2SO416mL，混勻潤濕后慢慢加熱至開始冒大量白煙，微沸約5分鐘，取下冷卻（約半分鐘），逐滴加入30 % H2O2約1 mL，繼續加熱微沸2～5分鐘，取下稍冷后，添加幾滴H2O2，再加熱煮幾分鐘，稍冷。必要時再加少量 H2O2（用量逐次減少）消煮，直到消煮液完全清亮為止。最后要微沸5分鐘，以除盡H2O2，冷卻后轉移到250mL容量瓶中，用蒸餾水多次沖洗凱氏瓶，一并放入容量瓶中，在室溫下定容。放置澄清后使用。   

2、 草酸鈣的沉淀 

  用吸移管準確吸取上述處理過的溶液25.00mL（吸取的體積取決于樣品中鈣的含量，一般以消耗 c（1/5KMnO4）= 0.1 mol?L-1 KMnO4 標準溶液 25mL左右為宜），放入250mL燒杯中，加水稀至50 mL，沿玻棒加5% (NH4)2C2O4溶液20 mL，加熱到(75～85)℃（用手觸及燒杯，覺得燙）。再加入甲基橙指示劑2～3滴，在不斷攪拌下,逐滴加入1:1氨水至溶液由紅色變為黃色，再過量數滴。檢查沉淀是否完全。如沉淀不完全，繼續加入 (NH4)2C2O4溶液，至沉淀完全。繼續加熱30分鐘或放置過夜以陳化沉淀使之形成Ca2C2O4粗晶形沉淀。 

3、 沉淀的洗滌 

  用傾注法過濾及洗滌沉淀，先把沉淀與溶液放置一段時間，再將上層清液傾入漏斗中，讓沉淀盡可能地留在燒杯內，以免沉淀堵塞濾紙小孔，清液傾注完畢后進行沉淀的洗滌。沉淀先用0.1% (NH4)2C2O4溶液洗滌三次（每次用洗滌劑10～15 mL，用玻棒在燒杯中充分攪動沉淀，放置澄清，再傾瀉過濾），再用微熱的蒸餾水洗至無C2O42-（用10% BaCl2溶液檢查濾液）為止。

4 、測定 

  將帶有沉淀的燒杯放在上述過濾時用的漏斗下面，從漏斗上取下帶有沉淀的濾紙放在燒杯中，并用少量10% H2SO4沖洗漏斗，洗滌液也收在燒杯中。加入10% H2SO4 50mL使Ca2C2O4沉淀溶解，將溶液稀釋至約100mL，加熱溶液到(75～85)℃，用KMnO4標準溶液滴定至溶液呈微紅，30秒鐘內不褪色為終點。記錄消耗KMnO4的體積V1。
5 、空白試驗 

  另取濾紙一張，放入250 mL燒杯中，加入10% H2SO4溶液（其用量與溶解Ca2C2O4時相同體積），稀釋至100mL，加熱溶液到(75～85)℃，用KMnO4標準溶液滴定至微紅色，30秒鐘內不褪色為終點，記錄消耗KMnO4的體積V2。
6 、計算

式中m為風干飼料樣品質量（單位：g）
 

四、注意事項

1、 過濾時，盡量將沉淀留在器皿中，否則沉淀移到濾紙上會把濾孔堵塞，影響過濾速度。   

2、 KMnO4標準溶液不穩定，使用時注意濃度變化。 

3、 本實驗過程長、繁，為使測定結果準確，幾份(一般是2～3份)沉淀的制作、過濾、洗滌及測定，都應在相同條件下平行操作。