钙含量测定原理及过程分析

王久庆

（中国石化江汉油田分公司盐化工总厂，湖北潜江433121）

钙含量测定原理及过程分析

王久庆

（中国石化江汉油田分公司盐化工总厂，湖北潜江433121）

简述了钙指示剂的结构、变色原理及与Ca2+的作用原理，论述了钙指示剂与EDTA的反应过程、干扰钙指示剂发挥作用的物质及pH值对钙指示剂的影响。

钙含量；测定原理；过程分析

溶液中钙含量的测定方法是在测定完有效氯的溶液中，加入少量盐酸，然后加入氢氧化钾调节pH值至11~13，加入适量钙指示剂摇匀，用0.1mol/L的EDTA进行滴定直至溶液从蓝色变为酒红色。

1 钙指示剂的结构、变色原理及与Ca2+的作用原理

当pH值＜8时，钙指示剂中有2个－OH，其分子中π-π*跃进能量高，吸收能量较高的短波长光而显酒红色。

当pH值为8～13时，其分子中1个OH－以－O－形式存在，由于－O－的强烈斥电子作用，使电子云密度增加，因而降低了π*成键轨道的能级，从而使π-π*跃进能量降低，吸收峰红移，即吸收能量较低的红色光而显蓝色。

当pH值＞13时，分子中2个OH都以－O－形式存在，它们对萘环的斥电子作用同时增加，大小相同，其结果就使－N＝N－上的电子云密度未发生改变，π-π*跃进能量回到pH值＜8时的能量，故其溶液仍呈现酒红色。

当Ca2+与钙指示剂结合时，溶液的pH值＜8时，Ca2+并未与钙指示剂反应，溶液的颜色是钙指示剂自身的颜色，当溶液中pH值为8~13时，指示剂与钙发生络合反应，同时由于钙离子的强离子作用，使得另一个－OH离解成－O－，并与之形成离子键，结构如下：

2 钙指示剂与EDTA的反应过程

在pH值为8~13的溶液中，Ca2+与指示剂结合，以A式存在，当以EDTA进行滴定时，Ca2+与EDTA形成如下正八面体络合物。

相对于A式而言，其稳定常数高出许多倍，铬蓝黑在pH值为9、10、11、12时的稳定常数分别为1.07、2.08、3.08和4.07。

3 干扰钙指示剂的物质

3.1 指示剂

指示剂相对较为稳定，但遇浓盐酸或Na2S2O4（保险粉）时，易发生分解。有效氯测定完成后，溶液中有较浓的盐酸易引起指示剂分解，因此，要在调节pH值至10～12后再加入指示剂。

3.2 溶液中的离子

由于K+、Na+所带电荷少，离子半径与络合所需半径不合适，不易与EDTA、钙试剂生成络合物，对整个络合反应没有影响。OH－能与Ca2+形成Ca（OH）2沉淀，I－离子半径很大，也不易与Ca2+形成稳定络合物，对实验无影响。

4 pH值对钙指示剂的影响及控制

此时，溶液中产生Ca（OH）2沉淀。

滴定完有效氯的溶液，加入8mol/LKOH，至产生Ca（OH）2沉淀，然后用稀盐酸滴至沉淀刚好消失。溶液中过量盐酸被KOH中和后，加入少量稀盐酸，再用KOH少量，至刚好产生少量Ca（OH）2沉淀为止，由于初形成Ca（OH）2，可以反推。此时溶液的pH值为11~13，加入少量蒸馏水稀释使溶液体积接近100mL，再加入钙指示剂摇匀，就会得到天蓝色的钙－钙指示剂络合物溶液。由于pH值已控制为11～13，此时用EDTA可非常方便准确地滴定至终点。

Ca（OH）2溶解度为1.2 g/L

一般而言，有效氯测定后溶液体积为100mL，则：

Determ ination principlesof calcium contentsand itsprocessanalysis

WANG Jiu-qing
(SaltChemical Industry GeneralPlant,Jianghan Oil Field Branch,SINOPEC,Qianjiang 433121,China)

The structure and color deterioration theory of calcium indicatorand action principlesofCa2+were introduced briefly.The reaction process between calcium indicator and EDTA,disturbance materials of calcium indicatorand the influence ofpH valueon calcium indicatorwere discussed.

calcium contents;determinatoin principles;processanalysis

book=28,ebook=137

TQ075+.1

B

1009－1785(2010)08－0028-02

2010-06-23