四川农业大学第二届化学实验技能大赛实验方案作者：***2012年11月鸡蛋壳中钙和镁含量的测定1.前言钙除了是骨骼发育的基本原料，直接影响身高外，还在体内具有其它重要的生理功能，这些功能对维护机体的健康，保证正常生长发育的顺利进行具有重要作用。
镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素，影响细胞的多种生物功能，还参与维持基因组的稳定性，并与机体氧化应激和肿瘤发生有关。
鸡蛋是一种深受人们喜爱的食品，然而，蛋壳大多作为废物被抛弃。
而鸡蛋壳的主要成分为CaCO 3，其次为MgCO 3、蛋白质、色素以及少量Fe 和Al。
近代科学实验证明，鸡蛋壳乃是非常有用的宝贵资源。
实际上，我们若能运用化学知识将它变废为宝，既能减少环境污染，又能谋取利益。
2.摘要在生活中蛋壳大多作为废物被抛弃，但我们若能运用化学知识将它变废为宝，又能谋取利益，进而让我们意识到环境保护及充分利用资源的重要性。
测定蛋壳中钙镁含量的方法包括：配位滴定法、酸碱滴定法、高锰酸钾滴定法、原子吸收法等，本实验采用配位滴定法中EDTA 直接滴定法进行测定，通过控制溶液的pH，在不同的pH 值下，钙镁离沉淀能力的大小，指示剂配合物的变色，及与EDTA 1:1结合生成不同的配合物，先测定出钙的百分含量，由消耗EDTA 标准溶液的体积关系进而计算出镁的百分含量。
3.关键词：鸡蛋壳；钙和镁含量；配合滴定4．实验目的（1）巩固掌握配合滴定分析的方法与原理，学习使用配合掩蔽剂排除干扰离子影响的方法。
（2）训练对实物试样中某组分含量测定的一般步骤，提高思考水平和独立完成实验的能力。
（3）通过对蛋壳钙和镁含量的测定，让我们意识到环境保护及充分利用资源的重要性。
5．实验原理鸡蛋壳的主要成分为CaCO 3，其次为MgCO 3、蛋白质、色素以及少量Fe 和Al。
由于试样中含酸性不容物较少，可用HCl 溶液将其溶解制成试液，采用配位滴定法中直接滴定法测定钙、镁的含量。
试样经溶解后，Ca 2+、Mg 2+共存于溶液中。
调节pH≈10，用EDTA 滴定Ca 2+、Mg 2+总量，此时Ca 2+、Mg 2+均与EDTA 形成1:1配合物。
Ca 2++H 2Y 2-↔CaY 2-+2H +Mg 2++H 2Y 2-↔MgY 2-+2H+滴定时以铬黑T 作指示剂，在pH≈10的缓冲溶液中指示剂与Ca 2+、Mg 2+生成紫红色配合物，当用EDTA滴定到化学计量点时，游离出指示剂后溶液显纯蓝色。
另取一份试剂，调节pH≈12，此时Mg 2+生成Mg（OH）2沉淀，故可以用ＥＤＴＡ单独滴定Ca 2+，且当用EDTA 滴定到化学计量点时，游离出指示剂后溶液显纯蓝色。
滴定时溶液中Fe 3+、Al 3+等干扰离子，可用三乙醇胺或酒石酸钾钠掩蔽。
6．实验仪器设备分析天平（0.1mg）、台秤（0.1g）、酸式滴定管（50ml）、锥形瓶（250ml）、移液管（25ml）、容量瓶（250ml、100ml）、烧杯（100ml、250ml）、表面皿、塑料试剂瓶（250ml）、量筒（10ml、20ml、100ml）、蒸发皿、酒精灯、铁架台、石棉网、三脚架、滴管、玻璃棒、洗耳球、称量瓶、称量纸、研钵。
7．实验材料及试剂：（1）试剂及其配制95%乙醇溶液；铬黑T 指示剂；钙指示剂；纯CaCO 3；若干蒸馏水；1:1HCl 溶液：取浓HCl 溶液50ml 与50ml 蒸馏水混合；1：2三乙醇胺溶液：将10ml 三乙醇胺溶于20ml 蒸馏水中混匀；NH 3-NH 4Cl 缓冲液（pH=10）：称取固体NH 4Cl 5.4g 溶于少量水中，加浓氨水35ml，用水稀释至100ml，混匀；10%NaOH 溶液：称取24.4gNaOH 固体溶于水中，稀释至100ml，混匀；0.01mol/LEDTA 标准溶液：台秤上称取1.1gNa 2H 2Y ▪2H 2O 溶于约200ml 温水中，冷却后稀释至约250ml，充分混匀，装入塑料试剂瓶中。
（2）材料的处理洗净蛋壳，置于250ml 烧杯中，加水煮沸5∼10分钟，去除蛋壳内层的蛋白薄膜，用蒸馏水淋洗2∼3次，然后把蛋壳置于蒸发皿中用小火烤干，研成粉末，置于称量瓶中。
8．实验操作步骤（１）0.01mol/LEDTA 标准溶液的标定○1用减量法在分析天平上准确称取纯CaCO 3０．１０～０．１２ｇ（精确到0.1mg），置于１００ｍｌ烧杯中，并盖上表面皿，从烧杯嘴滴１:１ＨＣｌ溶液至CaCO 3完全溶解后再加几滴，小火微沸２ｍｉｎ，冷却后定量转移至１００ｍｌ容量瓶中，加蒸馏水至刻度线，混匀。
【实验数据及结果见表一】○2用移液管准确移取上述溶液２５．００ｍｌ置于２５０ｍｌ锥形瓶中，加入10%NaOH 溶液２．５ｍｌ，钙指示剂少许（约０．０２ｇ），用ＥＤＴＡ标准溶液滴定至紫红色变为纯蓝色，即为终点，并记录下消耗的EDTA 体积Ｖｏ，平行测定３次。
【实验数据及结果见表二】（２）待测溶液的配制准确称取约0.25～０．３０g（精确到0.1mg）蛋壳粉末试样，置于250ml 烧杯中，加少量水润湿，盖上表面皿，从烧杯嘴处用滴管滴加约5mlHCl 溶液，使其全部溶解，必要时可用小火加热。
冷却后转移至250ml 容量瓶中，用蒸馏水冲洗烧杯２～３次，并将冲洗的溶液倒入容量瓶中，若有泡沫，滴加2～3滴95%乙醇，泡沫消除后，用蒸馏水加至刻度线，摇匀。
（３）钙、镁含量的测定准确吸取25.00ml 容量瓶中的待测液于锥形瓶中，加入20ml 蒸馏水和5ml 三乙醇胺溶液，再加入10mlNH 3-NH 4Cl 缓冲溶液，摇匀。
最后加入铬黑T 指示剂少许（约0.02g），然后用EDTA 标准溶液滴定至溶液紫红色恰好变为纯蓝色，即为终点，并记录下消耗的EDTA 体积Ｖ1，平行测定３次。
【实验数据及结果见表三】（４）钙含量的测定准确吸取25.00ml 容量瓶中的待测液于锥形瓶中，加入20ml 蒸馏水和5ml 三乙醇胺溶液，摇匀。
再加入10mlNaOH 溶液、钙指示剂少许（约０．０２ｇ），摇匀后，用EDTA 标准溶液滴定至由紫红色恰好变为蓝色，并记录下消耗的EDTA 体积Ｖ2，平行测定３次。
【实验数据及结果见表四】9．实验数据及结果计算表一（Ca 2+标准溶液的浓度）CaCO 3的质量（g）Ca 2+的定容体积（ml）Ca 2+标准溶液的浓度（moL/L）表二（EDTA 溶液的浓度）平行滴定编号123移取Ca 2+标准溶液的体积V（ml）Ca 2+标准溶液的浓度（moL/L）滴定管中EDTA 溶液的初读数（ml）滴定管中EDTA 溶液的终读数（ml）滴定消耗的EDTA 溶液的体积V o （ml）EDTA 溶液的浓度（moL/L）EDTA 溶液的浓度平均值（moL/L）表三（Ca2+和Mg 2+滴定消耗的EDTA 溶液的总体积）平行滴定编号123移取待测液的体积V（ml）EDTA 标准溶液的浓度（moL/L）滴定管中EDTA 溶液的初读数（ml）滴定管中EDTA 溶液的终读数（ml）滴定消耗的EDTA 溶液的体积V 1（ml）表四（Ca 2+的百分含量及Mg 2+的百分含量）平行滴定编号123移取待测液的体积V（ml）EDTA 标准溶液的浓度（moL/L）滴定管中EDTA 溶液的初读数（ml）滴定管中EDTA 溶液的终读数（ml）滴定消耗的EDTA 溶液的体积V 2（ml）待测液中Ca 2+含量（g）待测液中Ca 2+含量平均值（g）样品中Ca 2+的百分含量样品中Mg 2+的百分含量计算公式：M（CaCO 3）=100.09；M（Ca）=40.078；M（Mg）=24.305。
25.00X m（CaCO 3）100.0c（EDTA）=----------------------------------------V o （EDTA）X M（CaCO 3）1000M（Ca）X c（EDTA）X V 2（EDTA）1000（Ca 2+）%=----------------------------------------------x 100%m(样)X 25.00250M（Mg）X c（EDTA）X V 1（EDTA）V 2（EDTA）1000（Mg 2+）%=-------------------------------------------------------------------x 100%m(样)X 25.0025010．注意事项（1）配位反应进行的速度较慢，不像酸碱反应能在瞬间完成，故滴定时加入EDTA 溶液的速度不能太快，在室温较低时，更应注意。
特别是接近终点时，应逐滴加入，并充分震荡。
（2）配位滴定中，加入指示剂的量是否适当对终点的观察十分重要，因此加入指示剂要适宜，过多过少都不易辨认终点。
（3）滴定Ca 2+时接近终点要缓慢，并充分摇动溶液，避免Mg（OH）2沉淀吸附Ca 2+而引起钙结果偏低。
（4）在溶解试样时，盐酸不应过多，否则影响滴定时溶液的pH 而引起较大的误差，且在室温较低时，可稍稍加热除去CO 2。
（5）使用三乙醇胺掩蔽Fe 3+、Al 3+等干扰离子时，须在pH<4下加入，摇动后再调节pH 至滴定酸度。
（6）由于蒸馏水提取较复杂，所以在实验过程中所需要的蒸馏水可用去离子水代替。
（7）在烘烤样品时，要用小火烘干，以防将样品烘烤变黑，影响实验，且在研磨样品时要研磨细。
（8）在用HCl 溶解样品时，要缓慢滴入，以防反应过快溅出或算过量太多。
11．参考文献【1】张振英，解从霞.蛋壳中钙镁含量的测定.内蒙古石油化工，2006（11）：15-16【2】孙彩云，刘瑞，安志达.鸡蛋壳中钙镁含量的测定.唐山师范学院学报，2009，3（2）：28-30【3】王冬梅.分析化学实验.武汉:华中科技大学出版社,2007.9【4】王仁国.无机及分析化学.北京:中国农业出版社,2007.9【5】金谷,江万全,周俊英.定量分析化学实验.合肥:中国科学技术大学出版社,2005.8【6】姚思童,张进.现代分析化学实验.北京:化学工业出版社,2008.1【7】杭州大学分析化学教研室.分析化学手册(第二分册).北京:化学工业出版社,199712．费用预算铬黑T 指示剂：1元钙指示剂：1元1.0g 纯CaCO 3：1元浓HCl 溶液50ml：1元10ml 三乙醇胺：6.5元固体NH 4Cl 5.4g：4元24.4gNaOH 固体：0.5元1.1gNa 2H 2Y ▪2H 2O：6元若干蒸馏水（去离子水）：2元95%乙醇溶液：0.5元流动费用：6.5元合计：25元。