絡合滴定鎂離子的方法
2023-06-09 01:53:31
絡合滴定鎂離子的方法
【專利摘要】本發明涉及分析化學【技術領域】，具體公開一種絡合滴定鎂離子的方法。所述以鉻黑T為指示劑，使用EDTA滴定包括溶液中的鎂，其特徵在於：所述溶液中包括鎂離子與鈉離子；在滴定前向所述溶液加入pH為10的氨緩衝溶液和掩蔽劑，所述掩蔽劑為混合醇、鹽酸羥胺，或者三乙醇胺與混合醇的混合物，所述混合醇為體積比為1：（1-4）的正丁醇/乙醇混合物，並且滴定終點溶液的最大吸收波長在空白參比波長附近。本發明的方法可以有效排除混合溶液中鈉離子的幹擾，實現對鎂離子的準確滴定，平均相對誤差可以保持在1%以下。並且在本發明的方法中，滴定終點的判斷也更為容易。
【專利說明】絡合滴定鎂離子的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及分析化學【技術領域】，具體涉及一種用於在絡合滴定鎂離子過程中，消除鈉離子影響的方法。
【背景技術】
[0002]我國鹽湖資源豐富，以青海的鹽湖資源最具代表性，鹽湖中含有大量的K、Mg、Na、Li,B等元素。青海鹽湖鎂資源主要包括氯化鎂和硫酸鎂，保有儲量4.18X 1016噸(氯化鎂和硫酸鎂合計)，是製備無機鹽化工產品的重要資源。
[0003]在以鹽湖滷水為原料的化工產品生產過程中，Mg2+、Ca2+含量分析是一個重要環節。目前一般採用的方法為絡合滴定法，另外也有分光光度法、離子色譜法、原子吸收法、ICP-OES法和雷射等離子體光譜法等。ICP-OES法和離子色譜法均適用於水樣中微量、常量鈣、鎂離子的測定，但離子色譜法存在分析測試周期較長的問題，同時對溶液純度的要求較高。原子吸收法一次只能測定一個元素且線性範圍狹窄，基體幹擾較為嚴重。在實驗室中對於鹽湖滷水中的鎂，礦石中的鎂、鈣等的測定多採用絡合滴定的方法。在GB/T6730.13-2007中也是採用EDTA絡合滴定的方法來測量天然鐵礦石、鐵精礦、燒結礦和球團礦中的鈣和鎂。
[0004]在實際條件下，鎂離子多與其它金屬離子共存，共存的金屬離子往往都能一定程度地與EDTA絡合。在鈉離子和鎂離子共存的體系裡，特別是在鈉離子大量存在的情況下，鈉離子與EDTA絡合劑在溶液中接觸機會多，亦能產生不穩定的絡合，會一定程度地影響到鎂離子與EDTA的絡合。因此在氯化鈉存在時，特別是鈉離子濃度較高的情況下，絡合滴定鎂離子時，氯化鈉對滴定的幹擾需要消除。
【發明內容】
[0005]本發明旨在消除絡合滴定鎂離子過程中鈉離子的影響，提供一種更為準確的鎂離子絡合滴定分析方法。
[0006]本發明的技術方案包括一種絡合滴定鎂離子的方法，以鉻黑T為指示劑，使用EDTA滴定包括溶液中的鎂，其中所述溶液中包括鎂離子與鈉離子；在滴定前向所述溶液加入PH為10的氨緩衝溶液和掩蔽劑，所述掩蔽劑為混合醇、鹽酸羥胺、三乙醇胺，或它們的混合物，所述混合醇為體積比為1:(1-4)的正丁醇/乙醇混合物，並且滴定終點溶液的最大吸收波長在空白參比波長附近。
[0007]優選地，滴定終點溶液的最大吸收波長為627±4nm。
[0008]一些實施例中，所述溶液中的鈉:鎂質量比小於等於200:1。
[0009]一些實施例中，使用混合醇作為掩蔽劑，並且每IOmL所述溶液使用20mL以下的混合醇。
[0010]例如，當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-50):1時，每IOmL所述溶液使用5mL以下的混合醇作為掩蔽劑；當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-100):1時，每IOmL所述溶液使用5至IOmL的混合醇作為掩蔽劑；當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(100-150):1時，每IOmL所述溶液使用10至15mL的混合醇作為掩蔽劑；當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(150-200):1時，每IOmL所述溶液使用15至20mL的混合醇作為掩蔽劑。
[0011]一些實施例中，當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-100):1時，使用鹽酸羥胺作為掩蔽劑，並且每IOmL所述溶液使用0.2g以下的鹽酸羥胺。
[0012]例如，當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-50):1時，每IOmL所述溶液使用0.1g以下的鹽酸羥胺作為掩蔽劑；當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-100):1時，每IOmL所述溶液使用0.1至0.2g的鹽酸羥胺作為掩蔽劑。
[0013]一些實施例中，使用三乙醇胺與混合醇的混合物作為掩蔽劑，所述混合物中混合醇與三乙醇胺的體積比為(3-1):1。
[0014]例如，當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-200):1時，每IOmL所述溶液使用5mL以下的混合物作為掩蔽劑。
[0015]本發明的方法的平均相對誤差在1%以下。
[0016]本發明的方法將絡合滴定技術與光譜分析技術相結合，通過根據溶液中鈉離子的相對含量選擇合適的掩蔽劑，有效地排除了共存鈉離子的幹擾，減少了分析誤差。且與現有技術相比，滴定終點更容易判斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為鈉離子存在的條件下絡合滴定鎂離子所需EDTA的體積圖。
[0018]圖2為實施例1的光譜掃描曲線。
[0019]圖3為實施例2的光譜掃描曲線。
[0020]圖4為實施例3的光譜掃描曲線。
【具體實施方式】
[0021]在鎂離子和一定濃度鈉離子共存的溶液中，用EDTA絡合滴定鎂離子時，鈉離子的存在會對分析產生一定的影響。一般地，鈉離子濃度越高，影響越大。而且在鈉離子濃度較高時，如果不加掩蔽劑直接進行滴定分析，鎂離子的滴定終點明顯滯後，且終點不易判斷，滴定結果存在明顯的正誤差。因此，鈉離子的存在對鎂離子絡合滴定有較大的影響。
[0022]參考圖1，示出在存在鈉離子時，絡合滴定鎂離子所需EDTA的體積。從圖中可見，不加掩蔽劑滴定鎂鈉離子混合溶液中的鎂，滴定的過程中存在較大的分析誤差，這也是本發明方法建立的根本原因。
[0023]本發明的方法結合了絡合滴定與紫外-可見分光光度法，在絡合滴定鎂離子的過程中加入適量掩蔽劑，然後進行滴定結果的分析，當鈉鎂質量比在一定範圍內時，掩蔽劑的掩蔽效果較好，可以消除鈉離子對滴定過程的影響。
[0024]絡合滴定鎂離子的方法中，通常使用鉻黑T作為指示劑，以EDTA作為絡合劑，進行滴定，並且一般還會加入pH為10的氨緩衝溶液。
[0025]本發明的方法主要針對溶液同時包含鎂離子、鈉離子兩者的情況。為了減少鈉離子的幹擾，在滴定前還向溶液加入適當的掩蔽劑，並控制滴定終點溶液的最大吸收波長在空白參比波長附近。並且滴定終點溶液的最大吸收波長在空白參比波長附近。[0026]空白參比波長是指:在沒有鈉離子幹擾存在時，採用相同方法滴定溶液中的鎂離子，測量得到的滴定終點溶液最大吸收波長λ」其測量方法可以如下:準確移取一定體積和濃度的氯化鎂溶液於錐形瓶中，加入PH=IO的氨緩衝溶液，以鉻黑T為指示劑，用EDTA進行滴定，溶液由滴定前的酒石紅色變為滴定終點的天青色；對滴定終點溶液在可見光區進行光譜掃描，確定滴定終點時溶液的最大吸收波長λ 0Ο
[0027]在本發明的方法，測量得到空白參比波長為627nm，並且優選控制滴定終點溶液的最大吸收波長為627±4nm。
[0028]掩蔽劑可以為混合醇、鹽酸羥胺、三乙醇胺，或它們的混合物。這裡，混合醇為體積比為1: (1-4)的正丁醇/乙醇混合物。
[0029]下面用已知濃度的標準溶液配置鈉鎂離子混合溶液，並按照本發明的方法進行滴定，以使本發明的特徵、優點更為清楚。
[0030]具體操作為:準確移取一定體積和濃度的氯化鎂與不同鈉離子濃度的混合溶液於錐形瓶中，加入IOmL pH=10的氨緩衝溶液，以鉻黑T為指示劑，並分別加入不同體積、不同種類的掩蔽劑，用EDTA分別進行滴定；對滴定終點溶液分別在可見光區進行光譜掃描，確定滴定終點時溶液的吸收波長X1，並與λ 進行比較，以兩者的接近程度判斷滴定終點的接近程度，控制λ i在λ。附近。(優選地控制λ
[0031]經實驗發現，當IOmL溶液中鈉鎂質量比小於等於200:1時，可用20mL以下的混合醇做掩蔽劑；當溶液中鈉鎂質量比小於等於100:1時，可用0.2g以下的鹽酸羥胺做掩蔽劑；當溶液中鈉鎂質量比在50-200:1的範圍時，可用5mL以下的混合醇與三乙醇胺混合物作為掩蔽劑，其中混合醇與三乙醇胺的體積比為(3-1):1。具體地，
[0032]使用混合醇做掩蔽劑，得到以下結果:
[0033]當質量比ONa:Mg50:1時，加入混合醇0_5mL可達到良好的掩蔽效果，結果的平均相對誤差< 0.02% ；
[0034]當質量比50:1Na:Mg 100:1時，加入混合醇5_10mL可達到良好的掩蔽效果，
結果的平均相對誤差< 0.10% ；
[0035]當質量比100:1Na =Mg150:1時，加入混合醇10_15mL可達到掩蔽效果，平均相對誤差< 0.15% ；
[0036]當質量比150:1Na =Mg200:1時，加入混合醇15_20mL可達到掩蔽效果，平均相對誤差< 0.85% ；
[0037]當質量比200:1 Na:Mg 250:1時，加入混合醇20mL以上可達到掩蔽效果，平均相對誤差在1.1_2%之間。
[0038]總體來看，在存在鈉離子時絡合滴定鎂離子，當質量比Na =Mg150:1時，以混合醇做掩蔽劑，能很好地滴定分析鎂離子；當鈉鎂質量比在(150-250):1之間時，混合醇也能起到掩蔽作用，但是分析誤差明顯增大。
[0039]可見，在鈉鎂質量比200:1時，使用0_20mL混合醇做掩蔽劑，能保證滴定的平均相對誤差在1%以下。
[0040]在鈉鎂質量比< 200:1時，均能保證滴定的平均相對誤差在1%以下。
[0041]使用鹽酸羥胺作為掩蔽劑，得到以下結果:
[0042]當質量比ONa:Mg 50:1時，用0-0.1g鹽酸羥胺做掩蔽劑，就能起到良好的掩蔽效果，平均相對誤差< 0.02% ；
[0043]當質量比50:1≤Na:Mg≤100:1時，用0.1-0.2g的鹽酸羥胺做掩蔽劑，也能起到相對較好的掩蔽效果。但相對於低鈉鎂比的溶液來說，平均相對誤差增大，在0.46%-1%之間，且隨著鈉鎂比的增大，平均相對誤差明顯增大。
[0044]當質量比Na:Mg ^ 150:1時，用鹽酸羥胺做掩蔽劑，在鈉離子存在的條件下，絡合滴定鎂離子，滴定的終點出現嚴重的拖尾現象，而且這種現象隨著鈉鎂質量比的增大而變得愈加明顯，給分析帶來明顯的正誤差。
[0045]可見，在鈉鎂質量比< 200:1時，使用0-0.2g的鹽酸羥胺做掩蔽劑，能保證滴定的平均相對誤差在1%以下
[0046]單獨使用三乙醇胺作為掩蔽劑，得到以下結果:
[0047]當質量比Na:Mg ^ 50:1時，用三乙醇胺做掩蔽劑，在鈉離子存在的條件下絡合滴定鎂離子，滴定終點不易判斷，給分析帶來明顯的正誤差，平均相對誤差超過1%。
[0048]使用混合醇與三乙醇胺的混合物作為掩蔽劑，得到以下結果:
[0049]當質量比為200:1≥Na:Mg≥50:1時,用混合醇/三乙醇胺體積比為(3_1):1做掩蔽劑，能夠起到良好的掩蔽效果，平均誤差0.04%。
[0050]綜上可見，本發明的方法在溶液中的鈉:鎂質量比小於等於200:1時，可以通過選擇適當的掩蔽劑，有效排除混合溶液中鈉離子的幹擾，實現對鎂離子的準確滴定，平均相對誤差可以保持在1%以下。並且在本發明的方法中，滴定終點的判斷也更為容易。
[0051]本發明提供的絡合滴定鎂離子的方法，主要利用絡合滴定聯合紫外-可見分光光度法，在滴定鎂離子的過程中加入適量掩蔽劑，然後進行絡合滴定結果的分析，當鈉鎂質量比在一定範圍內時，掩蔽劑的掩蔽效果較好，可以消除鈉離子對滴定過程的影響。
[0052]實施例
[0053]以下通過實施例進一步闡述本發明，這些實施例僅用於舉例說明的目的，並沒有限制本發明的範圍。除註明的具體條件外，實施例中的試驗方法均按照常規條件進行。
[0054]空白對照波長的確定:
[0055]準確移取0.02mol/L氯化鎂溶液IOmL於錐形瓶中，加入IOmL氨緩衝溶液，以鉻黑T為指示劑，用EDTA進行滴定，溶液由滴定前的酒石紅色變為滴定終點的天青色，此為空白對比實驗，對滴定終點的溶液在可見光區進行光譜掃描，得X 0 (627nm)。
[0056]實施例:
[0057]準確移取IOmL混合溶液(包含0.02mol/L氯化鎂及不同量的氯化鈉)於200mL錐形瓶中。加入IOmL氨緩衝溶液，以鉻黑T為指示劑，並加入適當的掩蔽劑，用EDTA分別進行滴定。同時對滴定終點的溶液在可見光區進行光譜掃描，得最大吸收波長λ1?5每個實施例均重複4至5次，將實驗結果和空白實驗進行比較，計算實驗的平均相對誤差。
[0058]下表列出實施例1至7的具體參數。
[0059]
【權利要求】
1.一種絡合滴定鎂離子的方法，以鉻黑T為指示劑，使用EDTA滴定包括溶液中的鎂，其特徵在於: 所述溶液中包括鎂離子與鈉離子； 在滴定前向所述溶液加入PH為10的氨緩衝溶液和掩蔽劑，所述掩蔽劑為混合醇、鹽酸羥胺、或者三乙醇胺與混合醇的混合物，所述混合醇為體積比為1:(1-4)的正丁醇/乙醇混合物,並且 滴定終點溶液的最大吸收波長在空白參比波長附近。
2.如權利要求1所述的方法，其中，滴定終點溶液的最大吸收波長為627±4nm。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述溶液中的鈉:鎂質量比小於等於200:1。
4.如權利要求3所述的方法，其中，使用混合醇作為掩蔽劑，並且每IOmL所述溶液使用2OmL以下的混合醇。
5.如權利要求4所述的方法，其中， 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-50):1時，每IOmL所述溶液使用5mL以下的混合醇作為掩蔽劑； 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-100):1時，每IOmL所述溶液使用5至IOmL的混合醇作為掩蔽劑； 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(100-150):1時，每IOmL所述溶液使用10至15mL的混合醇作為掩蔽劑； 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(150-200):1時，每IOmL所述溶液使用15至20mL的混合醇作為掩蔽劑。
6.如權利要求3所述的方法，其中，當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-100):1時，使用鹽酸羥胺作為掩蔽劑，並且每IOmL所述溶液使用0.2g以下的鹽酸羥胺。
7.如權利要求6所述的方法，其中， 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(0-50):1時，每IOmL所述溶液使用0.1g以下的鹽酸羥胺作為掩蔽劑； 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-100):1時，每IOmL所述溶液使用0.1至0.2g的鹽酸羥胺作為掩蔽劑。
8.如權利要求1所述的方法，其中，使用三乙醇胺與混合醇的混合物作為掩蔽劑，所述混合物中混合醇與三乙醇胺的體積比為(3-1):1。
9.如權利要求8所述的方法，其中， 當所述溶液中的鈉:鎂質量比為(50-200):1時，每IOmL所述溶液使用5mL以下的混合物作為掩蔽劑。
10.如權利要求1至9所述的方法，其中，所述方法的平均相對誤差在1%以下。
【文檔編號】G01N21/33GK103698288SQ201310739531
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月28日 優先權日:2013年12月28日
【發明者】郭敏, 吳志堅, 李 權, 高曉雷, 張慧芳 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所