一、检测原理
- 过量酸解反应:加入过量盐酸(HCl)与石灰石中的CaCO₃反应,生成CO₂、水和氯化钙: CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2OCaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O
- 返滴定剩余酸:未反应的HCl用标准NaOH溶液回滴,通过消耗的HCl体积差计算CaCO₃含量: HCl (剩余)+NaOH→NaCl+H2OHCl (剩余)+NaOH→NaCl+H2O
- 指示剂选择:甲基橙(pH 3.1~4.4)用于酸性终点判断(黄色→橙红色)。
二、检测项目
- 碳酸钙含量(%):核心检测目标,反映石灰石纯度。
- 酸消耗量:评估样品反应活性及杂质干扰可能性。
- 空白对照:消除试剂误差,确保检测精度。
三、试剂与仪器
- 0.5mol/L HCl标准溶液(需标定)
- 0.25mol/L NaOH标准溶液(需标定)
- 甲基橙指示剂(0.1%水溶液)
- 去CO₂蒸馏水
- 分析天平(精度0.0001g)
- 电热板或水浴锅
- 250mL锥形瓶
- 酸式/碱式滴定管(50mL,A级)
- 定量滤纸(必要时)
四、实验步骤
1. 样品预处理
- 研磨石灰石至过100目筛,105℃烘干2h,置于干燥器冷却。
2. 酸解反应
- 精确称取0.2~0.3g样品(m)于锥形瓶中。
- 加入50mL 0.5mol/L HCl,低温加热微沸10min(驱赶CO₂)。
- 冷却后冲洗瓶壁,若存在不溶物需过滤并洗涤。
3. 返滴定
- 加入2滴甲基橙指示剂,溶液呈红色。
- 用NaOH标准液滴定至橙红色→黄色为终点,记录消耗体积V₁。
- 空白试验:同条件滴定50mL HCl(无样品),记录体积V₀。
五、结果计算
- �0,�1V0,V1:空白与样品消耗NaOH体积(mL)
- �HClCHCl:HCl浓度(mol/L)
- �m:样品质量(g)
- 100.09:CaCO₃摩尔质量(g/mol)
六、注意事项
- 酸解彻底性:加热促进反应完全,避免残留CaCO₃。
- CO₂干扰:煮沸驱赶CO₂,防止其消耗NaOH导致负误差。
- 终点判断:临近终点时逐滴加入,剧烈摇动至颜色稳定。
- 干扰物质:若含MgCO₃等碳酸盐,需校正或改用其他方法(如EDTA滴定)。
- 平行试验:至少重复3次,相对偏差≤0.3%。
七、应用意义
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