3.3.1.8. Визначення кальцію

Метод заміщення

Наважку солі кальцію розраховують за формулою(4):

m_Mn - кількість марганцю в досліджуваному розчині (г);

C_O - нормальність розчину перманганату калію;

V - об’єм розчину перманганату калію, який пішов на титрування;

V_К - загальний об’єм аналізуючого розчину;

Vп - об’єм аналізуючого розчину, взятого для титрування, в мл;

Метод заміщення

Для визначення іонів кальцію потрібно їх осадити з гарячого досліджуваного розчину оксалатною кислотою або оксалатом амонію:

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄  CaC₂O₄ + 2NH₄Cl

Пробу (0,5-1,5 г) зважують на аналітичних вагах, розчиняють, переносять в мірну колбу на 250 мл і доводять об’єм водою до мітки. Відбирають в стакан для осадження 25 мл кислого досліджуваного розчину, добавляють надлишок оксалатної кислоти й суміш нагрівають до кипіння. Тоді добавляють до суміші 2-3 краплини метилоранжу й осаджують оксалат кальцію, поволі приливаючи водний розчин аміаку до зміни кольору індикатора від червоного до жовтого.

Після того, як осад збереться на дні стакану (приблизно через 1 годину), фільтрують прозорий розчин через щільний фільтр і промивають осад в стакані 2-3 рази (метод декантації) холодною водою. Далі переносять осад на фільтр, промивають його водою (поки не зникає реакція на хлорид-іони дією р-ном AgNO₃). Після цього нахиляють лійку над стаканом і зливають основну частину з фільтра в стакан, в якому проводилося осадження. Тоді ставлять лійку над стаканом і обробляють залишки осаду декілька разів гарячою розведеною (1:5) сульфатною кислотою, збираючи фільтрат в той же стакан з осадом. Вміст стакану старанно перемішують і нагрівають до розчинення осаду, при цьому виділяється еквівалентна кальцію кількість оксалатної кислоти:

CaC₂O₄ + H₂SO₄  CaSO₄ + H₂C₂O₄

Фільтр промивають гарячою дистильованою водою і промивні води приєднують до фільтрату від обробки осаду сірчаною кислотою. Фільтрат кількісно переносять у мірну колбу, доводять об’єм розчину до мітки і старанно перемішують. Далі відбирають в конічну колбу для титрування аліквоту цього розчину, добавляють до нього 15-20 мл розчину сірчаної кислоти (1:4), нагрівають суміш до 70-80⁰С і відтитровують розчином перманганату. Остання капля розчину повинна забарвити всю рідину в рожевий колір, який не зникає протягом 1-2 хвилин. Титрування з близькими результатами проводять не менше 2-3 раз і визначають середній об’єм перманганату, що пішов на титрування аліквоти досліджуваного розчину. Обчислюють масову частку кальцію в % за формулою:

де: С i V - відповідно концентрація й об’єм розчину перманганату, витраченого на титрування;

M - молекулярна маса кальцію; f=1/2.

Q - наважка солі кальцію в об’ємі, який взятий для аналізу;

V_К - загальний об’єм аналізуючого розчину;

Vп - об’єм аналізуючого розчину, взятого для титрування, в мл.

Метод зворотного титрування

Кальцій можна визначити перманганатометрично, якщо для осадження скористатись відміряним об’ємом титрованого розчину оксалатної кислоти або оксалату амонію: надлишок оксалат-іонів, що не прореагували із Са²⁺ відтитровують перманганатом. Знаючи кількість оксалатної кислоти, прибавленої для осадження Са²⁺, і знаючи її надлишок, по різниці обчислюють кількість щавелевої кислоти, яка вступила в реакцію з Са²⁺. Кальцій осаджують оксалатною кислотою, звичайно, з гарячого розчину, після цього охолоджують розчин і (разом з осадом) переливають у мірну колбу. Посуд, в якому проводиться осадження, споліскують дистильованою водою, яку теж зливають у мірну колбу, і доводять об’єм до риски. Після того, як осад повністю осяде (приблизно через 1 годину) для кожного титрування відбирають з колби аліквотну частину прозорого розчину. Перед титруванням (як і раніше) прилити сульфатну кислоту, нагріти суміш до 70-80⁰С і відтитрувати розчином KMnO₄ до рожевого кольору, який не зникає протягом 1-2 хвилин. Титрування з близькими результатами проводять не менше 2-3 разів і визначають середній об’єм перманганату, що пішов на титрування надлишкової кількості оксалатної кислоти.

Масову частку кальцію в зразку (в %) визначають за формулою:

де: С₁ i V₁ - відповідно концентрація й об’єм розчину оксалатної кислоти;

С₂ i V₂ - відповідно концентрація й об’єм розчину перманганату, витраченого на титрування;

M - молекулярна маса кальцію;

q - наважка солі кальцію, взята для аналізу;

V_К - загальний об’єм аналізуючого розчину;

Vп - об’єм аналізуючого розчину, взятого для титрування.