掩蔽剂和脱掩蔽剂
一种物质在未被反应的情况下会转变为新的形态,例如在加工过程中被塑形时,同时该物质及其产物不会发生物理分离。掩蔽(Masking)是指被掩蔽的物质重新获得参与特定反应的能力的过程。在某些情况下,可以选择对混合物中的阳离子进行掩蔽,以防止它们与EDTA或指示剂发生反应。除了氰化物之外,其他掩蔽剂还包括锰、碱土金属和铅离子,因为这些离子能与阳离子形成稳定的氰化物复合物。然而,可以通过用过量的氰化钾或氰化钠来检测上述金属,从而确定Ca2+、Mg2+、Pb2+和Mn2+等阳离子的存在。氰化物可以使亚铁(II)被抗坏血酸还原为铁(I),然后这种铁(I)又可以被抗坏血酸再次掩蔽。
三乙醇胺、碘和汞可以掩盖钛(IV)、铁(III)和铝的存在;而氟化铵则可以掩盖锡(II)、铁(III)、钛(IV)和铁(III)。在某些情况下,金属的氧化状态会发生变化:例如,在酸性溶液中,羟胺或抗坏血酸可能会还原铜(II)。作为指示剂,可以使用硫氰酸汞(murexide)来进行镍或钴的滴定——因为在氨处理后铜已被还原为铜(I),不再存在于溶液中。类似地,抗坏血酸也常常能够掩盖铁(III)的存在。
选择性揭幕;有选择地公开信息
可以使用甲醛-乙酸溶液来去除锌和镉的掩蔽层,或者使用氯醛 hydrate效果更好:通过使用多种掩蔽剂和选择性去除掩蔽剂的试剂,可以依次对多种金属进行滴定。对于含有镁、锌和铜的溶液,可以按照以下公式进行滴定:
所需材料 -
硫酸镁水合物:首先,将6.75克氯化铵(NH4Cl)溶解在74.0毫升浓氨水(strong ammonia solution)中,然后加入适量的水(q.s.)以配制成100毫升的溶液。接着,将媒染剂黑II(mordant black II)与氯化钠(NaCl)按比例混合(0.2份媒染剂黑II对100份氯化钠),再将这种混合物加入上述溶液中,最终得到0.1克的混合物……
相比之下,MgSO4·7H2O 的含量测定是基于以下反应方程式进行的:
Mg2+ + [H2X]2– → [MgX]2– + 2H+
或者 MgSO4·7H2O ≡ Mg2+ ≡ Na2H2X·2H2O
或者 120.38 克 MgSO₄ 等于 20,000 毫升 0.05 M 的溶液。
或者 0.00602 克 MgSO4 相当于 1 毫升 0.05 M 的乙二酸钠溶液。
程序;步骤;操作规程
为了与DW(溶剂)混合溶解,精确称取约0.3克七水合硫酸镁,并将其溶解在50毫升的溶液中。然后用10毫升强氨-氯化铵溶液进行滴定;在加入0.1克媒染黑II混合物作为指示剂的情况下,继续滴加0.05摩尔的乙二胺四乙酸二钠溶液,直到粉红色消失。每毫升0.05摩尔的溶液中,硫酸镁的量相当于0.00602克的乙二胺四乙酸二钠。
0.05 M EDTA二钠溶液的标准化
程序;步骤;操作规程
应遵循以下步骤:准确称取0.8克粒状锌,用12毫升稀释的盐酸和5滴溴水溶解。将溶液置于容量瓶中煮沸以去除多余的溴,然后冷却并加入适量的蒸馏水(DW)至200毫升。从所得溶液中吸取20毫升,放入另一个容量瓶中,用2N氢氧化钠中和该溶液。接着加入……(后续操作内容未提供)。 氨缓冲液 将溶液的 pH 调至 10.0,然后稀释至 150 毫升;加入 5 毫升过量溶液以溶解沉淀物,再用蒸馏水(DW)稀释至 150 毫升。用乙二胺四乙酸二钠(disodium edetate)溶液进行滴定,直到溶液呈现绿色(此时已加入 50 毫克的 Mordant Black II 混合物)。每 0.003269 克锌颗粒相当于 1 毫升 0.05 M 的乙二胺四乙酸二钠溶液。
计算;核算
ZnCl2 ≡ Zn2+ ≡ 1000 毫升/摩尔(mol/L)
或者 65.38 克锌(Zn)相当于 1000 毫升溶液(M)。
或者 3.269 克锌(Zn)相当于 1000 毫升浓度为 0.05 摩尔的溶液(0.05 M)。
或者 0.003269 克锌(Zn)相当于 1 毫升浓度为 0.05 摩尔的乙二胺四乙酸二钠(Disodium ethylenediaminetetracetate)溶液。
葡萄糖酸钙的估算
所需材料 -
Ca-PR + EDTA4− → PR + [Ca-EDTA]2−
样品制备程序
在钙的存在下(例如自来水或牛奶中),无需进一步处理。要从海水中过滤掉沙子、海藻等固体物质,可能需要使用过滤方法。必须使用酸来溶解蛋壳、石灰石等固体样品。
对于未稀释的海水、未稀释的牛奶、蛋壳和石灰石,不需要进行稀释。
计算;核算
一种物质在未被反应的情况下会转变为新的形态,例如在加工过程中被塑形时,同时该物质及其产物不会发生物理分离。掩蔽(Masking)是指被掩蔽的物质重新获得参与特定反应的能力的过程。在某些情况下,可以选择对混合物中的阳离子进行掩蔽,以防止它们与EDTA或指示剂发生反应。除了氰化物之外,其他掩蔽剂还包括锰、碱土金属和铅离子,因为这些离子能与阳离子形成稳定的氰化物复合物。然而,可以通过用过量的氰化钾或氰化钠来检测上述金属,从而确定Ca2+、Mg2+、Pb2+和Mn2+等阳离子的存在。氰化物可以使亚铁(II)被抗坏血酸还原为铁(I),然后这种铁(I)又可以被抗坏血酸再次掩蔽。
选择性揭幕;有选择地公开信息
可以使用甲醛-乙酸溶液来去除锌和镉的掩蔽层,或者使用氯醛 hydrate效果更好:通过使用多种掩蔽剂和选择性去除掩蔽剂的试剂,可以依次对多种金属进行滴定。对于含有镁、锌和铜的溶液,可以按照以下公式进行滴定:
- 作为进一步的步骤,使用单独的铬黑(solo chrome black)与过量的标准EDTA一起进行滴定。最终结果将给出其中所含金属的总量。
- 应取一份样品,加入过量的KCN(这是一种有毒物质!),然后按照之前的方法进行滴定。Mg是唯一的产物。
- 通过添加过量的氯醛 hydrate,或者甲醛和醋酸,可以将锌(Zn)从氰化物复合物中释放出来,从而单独测定锌的含量。随后通过比较实验结果来确定铜(Cu)的含量。
所需材料 -
硫酸镁水合物:首先,将6.75克氯化铵(NH4Cl)溶解在74.0毫升浓氨水(strong ammonia solution)中,然后加入适量的水(q.s.)以配制成100毫升的溶液。接着,将媒染剂黑II(mordant black II)与氯化钠(NaCl)按比例混合(0.2份媒染剂黑II对100份氯化钠),再将这种混合物加入上述溶液中,最终得到0.1克的混合物……
相比之下,MgSO4·7H2O 的含量测定是基于以下反应方程式进行的:
Mg2+ + [H2X]2– → [MgX]2– + 2H+
或者 MgSO4·7H2O ≡ Mg2+ ≡ Na2H2X·2H2O
或者 120.38 克 MgSO₄ 等于 20,000 毫升 0.05 M 的溶液。
或者 0.00602 克 MgSO4 相当于 1 毫升 0.05 M 的乙二酸钠溶液。
程序;步骤;操作规程
为了与DW(溶剂)混合溶解,精确称取约0.3克七水合硫酸镁,并将其溶解在50毫升的溶液中。然后用10毫升强氨-氯化铵溶液进行滴定;在加入0.1克媒染黑II混合物作为指示剂的情况下,继续滴加0.05摩尔的乙二胺四乙酸二钠溶液,直到粉红色消失。每毫升0.05摩尔的溶液中,硫酸镁的量相当于0.00602克的乙二胺四乙酸二钠。
0.05 M EDTA二钠溶液的标准化
程序;步骤;操作规程
应遵循以下步骤:准确称取0.8克粒状锌,用12毫升稀释的盐酸和5滴溴水溶解。将溶液置于容量瓶中煮沸以去除多余的溴,然后冷却并加入适量的蒸馏水(DW)至200毫升。从所得溶液中吸取20毫升,放入另一个容量瓶中,用2N氢氧化钠中和该溶液。接着加入……(后续操作内容未提供)。 氨缓冲液 将溶液的 pH 调至 10.0,然后稀释至 150 毫升;加入 5 毫升过量溶液以溶解沉淀物,再用蒸馏水(DW)稀释至 150 毫升。用乙二胺四乙酸二钠(disodium edetate)溶液进行滴定,直到溶液呈现绿色(此时已加入 50 毫克的 Mordant Black II 混合物)。每 0.003269 克锌颗粒相当于 1 毫升 0.05 M 的乙二胺四乙酸二钠溶液。
计算;核算
ZnCl2 ≡ Zn2+ ≡ 1000 毫升/摩尔(mol/L)
或者 65.38 克锌(Zn)相当于 1000 毫升溶液(M)。
或者 3.269 克锌(Zn)相当于 1000 毫升浓度为 0.05 摩尔的溶液(0.05 M)。
或者 0.003269 克锌(Zn)相当于 1 毫升浓度为 0.05 摩尔的乙二胺四乙酸二钠(Disodium ethylenediaminetetracetate)溶液。
葡萄糖酸钙的估算
所需材料 -
- EDTA:EDTA溶液的浓度为0.025 mmol/L(即每升溶液中含有0.025毫摩尔的乙二胺四乙酸)。将5克EDTA二钠盐在80°C下干燥数小时或过夜,然后让其冷却。接着,在一个容量瓶中加入500毫升蒸馏水,并溶解4.65克EDTA。
- 帕顿读数指示器研磨机(Patton Reader Indicator Triturator):坎特伯雷大学(University of Canterbury)的“Outreach”部门可以提供一定数量的帕特森-里德研磨机(Patterson-Reeder Triturator)研磨机,具体详情请参见页面背面。
- 氢氧化钠溶液:通过将32克固体氢氧化钠小心地溶解到250毫升的蒸馏水中,制备得到一种含有8摩尔/升氢氧化钠的100毫升溶液。氢氧化钠可溶于冷水;可以通过将烧瓶底部浸入冷水盆中来控制溶液的温度。
- 稀释盐酸(Dilute HCl)
- 稀释;冲淡 H2SO4
Ca-PR + EDTA4− → PR + [Ca-EDTA]2−
样品制备程序
在钙的存在下(例如自来水或牛奶中),无需进一步处理。要从海水中过滤掉沙子、海藻等固体物质,可能需要使用过滤方法。必须使用酸来溶解蛋壳、石灰石等固体样品。
- 大约0.5克的固体需要用约20毫升的盐酸(稀释在水中)完全溶解(这可能需要几分钟的时间)。
- 在中和未反应的酸后,使用氢氧化钠溶液处理,溶液的 pH 值应接近 7(通过 pH 试纸测量)。蛋壳不会溶解在溶液中,因此需要小心地去除蛋壳的内膜。
- 用蒸馏水将100毫升容量瓶中的溶液加满至刻度线。
对于未稀释的海水、未稀释的牛奶、蛋壳和石灰石,不需要进行稀释。
- 在一个锥形瓶中,用移液管吸取10毫升的样品溶液。
- 向40毫升蒸馏水中加入8摩尔/升的氢氧化钠溶液(请参阅安全注意事项),将得到4毫升的溶液。期间需定期摇晃溶液约5分钟,之后将其丢弃。在此过程中可能会有少量氢氧化镁沉淀。在沉淀完全形成之前,切勿加入指示剂。
- 应将Patton-Reeder指示剂与0.1克水一起加入溶液中以使其溶解。
- 配制 EDTA 溶液并对样品进行滴定。完成这一步后,样品的颜色应该是蓝色,而不是粉红色或红色。如果两次滴定的结果相差超过 0.1 mL,需要使用更多的样品重新进行滴定。
- 根据一致的滴定结果,可以确定所使用的 EDTA 溶液的平均体积。
- 使用上述公式,计算出需要多少摩尔的 EDTA 来与样品中的 Ca2+ 离子形成络合物。
- 根据 Ca2+ 与 EDTA 的比例为 1:1,计算样品溶液中 Ca2+ 的浓度(单位:mol/L)。
- 您样品溶液中 Ca2+ 的浓度应该以百万分之一(ppm,即毫克每升)为单位进行计算。
- 对于溶解在酸中的固体样品,可以通过测量溶液中Ca2+的浓度来计算样品中CaCO3的百分比。样品中的Ca2+必定来源于CaCO3。