刘 艳 王琳琨 唐继鲜 杨 峰

(成都光明光电股份有限公司，四川成都，610000)

碳酸钙是光学玻璃生产所需原料之一，其主要作用是在玻璃成分中引人氧化钙。氧化钙是玻璃中的稳定剂，能够提高光学玻璃化学稳定性，增加光学玻璃机械强度和硬度[1]。含量少时为助熔物，对含碳酸钠的玻璃助熔效果更好。现有国家标准GB/T 19281-2014《碳酸钙分析方法》[2]对基准碳酸钙试剂的滴定准确快速。但各领域对碳酸钙的品质要求不同，其制备方法也各不相同[3-7]，故不同厂家的碳酸钙滴定终点在由红色变为纯蓝色之间有一段较长的蓝紫过渡色，致使终点颜色不同或终点滞后，难以准确快速判定滴定终点。

本文是在pH值约为10的介质中，以铬黑T为指示剂，在滴定接近终点时定量加入氯化镁溶液，用EDTA容量法滴定钙镁合量，根据颜色变化判断反应的终点。同时测试氯化镁空白溶液消耗的EDTA溶液体积。由于碳酸钙样品本身可能含有钙的同族元素杂质，故采用ICP-AES法测定碳酸钙中镁、锶、钡的含量。通过计算得出碳酸钙的纯度。该方法准确、实用，结果满意。

1 试验部分

1.1 主要仪器和试剂

仪器：7300V型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国PE公司)；超纯水机(四川德析仪器有限公司)。

试剂：硝酸(UPS级，苏州晶瑞化学股份有限公司)；超纯水(25℃时 18 MΩ·cm)；Mg、Sr、Ba各元素的标准溶液(1000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

1.2 仪器工作条件

发生器功率为1300 W；等离子体气为15 L/min；辅助气0.2 L/min；雾化气0.8 L/min；样品流速1.5 mL/min。

1.3 分析方法

1.3.1 混合标准溶液的制备

用逐级稀释的方法配制Mg、Sr、Ba混合标准溶液，各元素质量溶度如表1所示。以标准溶液中各元素的质量浓度对元素谱线的强度值做回归曲线。

表1 标准溶液系列中各元素质量浓度/(μg·mL-1)

1.3.2 钙同族杂质元素含量测试

称取0.5g碳酸钙样品于250mL的烧杯中，加适量水润湿后加5mL硝酸，加热溶解，冷却后转移到50mL容量瓶定容。同时做空白试液。用ICP-AES测试碳酸钙样品中Mg、Sr、Ba元素含量。

1.3.3 EDTA容量法测定碳酸钙纯度

称取0.1—0.2g(精确到0.0001g)经105—110℃烘干的试样于锥形瓶中，加适量水润湿后滴加盐酸至样品完全溶解，加100 mL水，再加入2mL三乙醇胺(1:1)，用氨水(1:1)中和至碱性，加入10mL氨-氯化铵(pH值=10)缓冲溶液和少许铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴定，接近终点时加入10mL MgCl2(0.05mol/L)溶液，继续滴定至溶液由紫红色变为蓝色为终点，消耗EDTA体积为V。同时测试10mL MgCl2溶液消耗EDTA标液体积为V0。试剂空白同样品操作。ICP-AES法测得Mg、Sr、Ba的质量分数分别为ω1、ω2、ω3。

1.4 分析结果计算

按照以下公式计算碳酸钙纯度：

式中：

C——EDTA标准滴定溶液浓度，mol/L；

M——碳酸钙摩尔质量，g/mol，M(CaCO3)=100.1；

m——样品质量，g；

4.118——镁换算成碳酸钙的系数；

1.142——锶换算成碳酸钙的系数；

0.729——钡换算成碳酸钙的系数。

2 结果与讨论

2.1 分析线的选择

分析谱线选择谱线周围背景干扰小，灵敏度高且其他成分元素无明显干扰的谱线作为元素的分析线。校准曲线相关系数大于0.9995。谱线选择结果见表2。

表2 分析谱线选择

2.2 精密度试验

对碳酸钙样品进行6次平行测定，计算碳酸钙样品纯度，对精密度进行统计，相对标准偏差为0.024%。可见该方法具有良好的精密度。

表3 精密度测定结果/(μg·mL-1)

2.3 加标回收率的测定

在样品中加入基准碳酸钙，按试验方法处理样品，做回收试验。结果见表4，回收率在99.94%—100.11%之间。

表4 加标回收率测定结果/(μg·mL-1)

3 结论

采用ICP-AES法测定碳酸钙中镁、锶、钡的含量，在碳酸钙样品中定量加入氯化镁溶液，用EDTA容量法测定钙镁合量，通过计算得出碳酸钙的纯度。该方法实用、准确、精密度好，弥补了国标方法测定的局限性。为公司光学玻璃生产和原料厂家选定提供了可靠的数据。