快速测定碳酸锶中的钙含量的研究*

李玉龙，邹兴武，王树轩，李 波，李 宁，杨占寿

（1.中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁810008；2.中国科学院研究生院）

化工分析与测试

快速测定碳酸锶中的钙含量的研究*

李玉龙1，2，邹兴武1，2，王树轩1，李 波1，李 宁1，杨占寿1

（1.中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁810008；2.中国科学院研究生院）

利用硝酸锶、硝酸钡、硝酸钙在有机溶剂中溶解度的不同，把碳酸盐样品转化为硝酸盐，再用不同有机溶剂洗涤其中的硝酸钙，用EDTA滴定样品中钙的含量。考察了不同有机洗涤溶剂、洗涤次数对碳酸锶中钙含量测定的影响，并作回收率实验。建立了快速、准确，适用于碳酸锶生产过程中钙含量的快速分析的方法：用无水乙醇-无水乙醚（体积比为1∶1）混合液作洗涤液，洗涤次数为4次，该方法的回收率为98.4%～100.5%、RSD为0.02%。

碳酸锶；碳酸钙；硝酸钙；EDTA

碳酸锶被广泛应用于显像管的制造、陶瓷材料的改性、金属的精炼等领域［1-2］。对于碳酸锶中钙含量的测定有化学方法和仪器分析方法。化工行业标准EDTA容量法［3］先测定锶、钡，再用草酸沉淀钙，过滤后用盐酸溶解，再用EDTA滴定，这种方法的误差大、重现性差；而用仪器分析方法，如原子吸收光谱法［4］、分光光度法［5］等测定钙含量时，通常分析微量、痕量样品，分析误差大，而且分析仪器的使用和设备维护步骤繁琐、费用昂贵。笔者提出的方法适用于工业碳酸锶中钙含量的快速检测与分析，该方法效率高、对仪器与试剂的要求低，具有实际意义。

1 实验部分

1.1 实验原理

利用Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2在有机溶剂中溶解度的不同，先将SrCO3、BaCO3、CaCO3转化为Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2，蒸干后，再用有机溶剂浸取、溶解、洗涤其中的Ca（NO3）2，从而使Ca（NO3）2和Sr（NO3）2、Ba（NO3）2分离，用EDTA测定钙含量。

1.2 主要试剂与仪器

氨水溶液（1∶1）；氨水-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）；EDTA标准溶液（0.02 mol/L）；EDTA-MgCl2溶液（0.05 mol/L）；硝酸溶液（5 mol/L）；无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚（体积比为1∶1）；乙酸铵溶液（10 g/L）；铬黑T指示剂（5 g/L）。恒温水浴；电热板。

1.3 实验方法

准确称取170℃烘干至恒重的碳酸锶样品2 g，置于蒸发皿中，缓慢滴加5 mol/L硝酸至试样溶解，蒸干后冷却，用20 mL溶剂浸取Ca（NO3）2，过滤到250 mL锥形瓶中，用溶剂洗涤不溶物4次，每次2 mL，收集滤液，加40 mL水、2 mL滴定至终点的EDTA-MgCl2溶液、10 mL氨水-氯化铵缓冲溶液和3～5滴铬黑T，用EDTA标准溶液滴定至溶液呈纯蓝色，以此消耗的EDTA的量计算Ca2+含量。

2 结果与讨论

2.1 洗涤溶剂的选择

分别以无水丙酮、无水乙醇和无水乙醇-无水乙醚溶液为洗涤溶剂，并做了加标回收实验，考察不同溶剂对Ca（NO3）2洗涤的影响。实验发现，无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚都可以用于硝酸钙的洗涤，但是洗涤到实验结果稳定的洗涤次数不同，而且钙含量的测定结果随洗涤溶剂的不同而略有不同，但是误差均符合常量分析的要求。

2.2 洗涤次数的确定

研究了洗涤次数对实验结果的影响，确定了测定碳酸钙含量时的最佳洗涤次数。实验结果见表1。从表1看出：经无水丙酮洗涤8次、无水乙醇洗涤6次、无水乙醇-无水乙醚洗涤4次后，其结果保持稳定。所以，确定无水乙醇-无水乙醚为洗涤溶剂。

表1 各种溶剂的洗涤次数实验数据

2.3 实验方法的回收率测定

对3种有机溶剂对硝酸钙的溶解及实验结果的回收率进行研究，加标回收实验结果如表2所示。通过加标回收实验可知，用无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚洗涤时，加标回收率满足分析要求。所以，无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚，均可用作分析碳酸锶中钙含量时的洗涤溶剂。

表2 加标回收实验数据

Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2热稳定性及其在无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚中的溶解情况见表3。Sr（NO3）2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2在无水丙酮、无水乙醇、无水乙醇-无水乙醚中的溶解度不同：Ca（NO3）2＞Sr（NO3）2≫Ba（NO3）2。从理论上讲，用无水乙醇、无水丙酮作洗涤溶剂均可使Ca（NO3）2溶解，但是无水乙醇和无水丙酮均会溶解少量的Sr（NO3）2，因此向无水乙醇中混合无水乙醚，可以降低Sr（NO3）2的溶解度，从而提高洗涤溶剂对Ca（NO3）2的选择，所以使用无水乙醇-无水乙醚作洗涤溶剂。

表3 各组分的分解温度及在洗涤溶剂中的溶解情况

2.4 其他杂质的影响

所用碳酸锶样品成分如表4所示。影响碳酸锶样品分析的主要杂质是Fe3+、Pb2+、SO，但是在分析过程中其含量用化学方法均未测出。由表4可见，测定结果与样品的出厂检测结果相比，误差较小，说明本方法切实可行。

表4 样品出厂检测结果与实验结果 %

3 结论

考察了用无水丙酮、无水乙醇和无水乙醇-无水乙醚作洗涤溶剂对碳酸锶样品中钙含量测定的影响以及洗涤次数对测定的影响。建立了快速、准确，适用于碳酸锶生产过程中钙含量的快速分析的方法：用无水乙醇-无水乙醚作洗涤溶剂，洗涤次数为4次，该方法的回收率为98.4%～100.5%、RSD为0.02%，误差符合分析要求。

［1］ 张庆雳，王爱广，吴卫东.中国工业碳酸锶生产现状及发展方向［J］.无机盐工业，2005，37（8）：1-4.

［2］ 刘牡丹，李光辉，董海刚，等.中国碳酸锶工业生产现状与进展［J］.无机盐工业，2006，38（1）：9-12.

［3］ HG/T 2958.1—1988 天青石矿石中锶和钙含量的测定EDTA容量法［S］.

［4］ 邢谦，谢海东，董迈青.火焰原子吸收光谱法测定天青石中锶［J］.岩矿测试，2008，8（4）：313-315.

［5］ 杜军，于鲸，刘作华，等.偶氮胂Ⅲ分光光度法测定八水氢氧化钡中微量锶［J］.冶金分析，2009，29（7）：61-64.

［6］ 吴卫东.掩蔽锶—铬酸钡—碘量法测定碳酸锶中钡［J］.无机盐工业，2000，32（5）：45-46.

Study on rapid determination of calcium in strontium carbonate

Li Yulong1，2，Zou Xingwu1，2，Wang Shuxuan1，Li Bo1，Li Ning1，Yang Zhanshou1
（1.Qinghai Institute of Salt Lakes，Chinese Academy of Science，Xining 810008，China；2.Graduated University，Chinese Academy of Science）

According to the difference solubilities of strontium nitrate,barium nitrate，and calcium nitrate in organic solvents, carbonate samples were converted to nitrates,and then washing calcium nitrate with different organic solutions and titrating calcium content with EDTA.Different solvents and washing times that affect determination of calcium content in strontium carbonate were investigated and the recovery experiment was verified.A rapid and accurate method for analysis of calcium content in production of strontium carbonate was established，i.e.the nitrate was washed by anhydrous ethanol-anhydrous ether（volume ratio=1∶1）for 4 times.Standard sample recovery rates and RSD of this method were 98.4%～100.5% and 0.02%，respectively.

strontium carbonate；calcium carbonate；calcium nitrate；EDTA

TQ132.32

：A

：1006-4990（2012）04-0038-02

2011-10-25

李玉龙（1986—），男，硕士研究生，主要研究方向为盐湖化工。

中科院科技支青项目（Y010051005）。

联系人：王树轩

联系方式：tyy198609@163.com