Файл: Методы определения кальция в карбонатных породах.docx

Методы определения кальция в карбонатных породах

Содержание

Введение

Кальций является одним из наиболее распространенных минералов человеческого организма. В форме кристаллов гидроксиаппатита кальций входит в состав костной ткани, обеспечивающим ее прочность; кроме того, кальций принимает участие в регуляции проведения нервного импульса, мышечных сокращений и процессах коагуляции.

Большую часть кальция мы потребляем с едой, но нужно отметить, что различные продукты содержат разное количество кальция. Конечно, в приоритете стоит молочная продукция. Это кисломолочные продукты, творог, сметана и прочее. Молочные продукты мы получаем от животных, которые питаются растениями, а те берут минералы из почвы. Поэтому важно определить количество кальция в породах.

1 Характеристика кальция

Кальций – элемент II группы периодической системы. Атомный номер - 20, атомная масса – 40. Выделен в 1808 г. Г. Дэви (Англия). Название происходит от лат. calx (известь).

Кальций – щелочно-земельный металл, который по распространенности в земной коре занимает 5-е место (минералы кальцит, гипс, флуорит, доломит и др.).

Соединения кальция широко применяются в металлургии, в химической промышленности, в производстве светящихся красок. Карбонат кальция служит для получения извести, используется как строительный материал. Мел (молотый карбонат кальция), служит в качестве наполнителя для резиновых смесей и бумаги. Хлорид кальция применяется для высушивания газов и жидкостей в холодильной технике. Мелкодисперсный карбонат кальция используют в производстве косметических средств, а нитрат кальция (растворимая соль) – в качестве удобрений.

В медицине широко применяют многие соли кальция. Лечебный эффект этих препаратов иллюстрирует многообразное действие кальция на организм.

Хлорид кальция применяют при состояниях, связанных с усиленным выведением кальция из организма (так например, при длительной иммобилизации больных), а также при:

• аллергических заболеваниях и осложнениях, связанных с приемом некоторых лекарств (сывороточная болезнь, крапивница, сенная лихорадка, ангионевротический отек),

• васкулитах (в качестве средства, уменьшающего проницаемость сосудистой стенки),

• отравлениях солями магния, фтористой кислоты,

• токсических поражениях печени,

• недостаточной функции околощитовидных желез, сопровождающейся тетанией или спазмофилией.

Глюконат кальция по своему эффекту воздействия на организм близок к хлориду кальция, но оказывает меньшее местнораздражающее действие. Лактат кальция применяется внутрь в тех же случаях, что хлорид и глюконат кальция. Глутаминат кальция применяется при различных психических расстройствах.

Окись кальция применяется в санитарии и гигиене как дезинфицирующее средство. Гипс CaSO4 · 2H2O применяется для получения алебастра или полуводного гипса 2CaSO4 · H2O , который при смешивании с водой легко затвердевает, переходя снова в CaSO4 · 2H2O. На этой реакции основано использование алебастра при наложении гипсовых повязок.

При изготовлении кальцийсодержащих лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище (БАДП) используются такие соединения как кальция цитрат, аспартат, доломит, комбинация солей кальция с витамином D.

Осажденный карбонат кальция обладает выраженной антацидной активностью, усиливает секрецию желудочного сока, входит в состав зубных порошков. Глицерофосфат кальция применяют как общеукрепляющее средство при недостаточном питании, переутомлении, истощении нервной системы, рахите.

Пангамат кальция, витамин В15 благоприятно влияет на метаболизм, улучшает липидный обмен, увеличивает усвоение кислорода тканями, повышает содержание креатинфосфата в мышцах, гликогена в мышцах и печени. Применяется как одно из средств в комплексной терапии атеросклероза, хронического гепатита, хронической алкогольной интоксикации, зудящего дерматита.

Искусственные радиоактивные изотопы кальция используются в медико-биологических исследованиях при изучении кальциевого обмена.

2 Методы определения кальция в карбонатных породах

При поиске информации было найдено несколько методов:

1) Определение кальция в карбонатных породах основано на растворении в кислоте определённой навески исходного карбоната и последующем осаждении ионов кальция в виде оксалата CaC₂O₄·H₂O.

Уравнения реакций:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O +CO₂

CaCl₂ + 2HCl + 2(NH₄)₂C₂O₄ = Ca(HC₂O₄)₂ + 4NH₄Cl

Ca(HC₂O₄)₂ + 2NH₄OH = CaC₂O₄ · H₂O + H₂O + (NH₄)₂C₂O₄

Осаждённая форма CaC₂O₄ · H₂O может быть получена при определённых условиях в виде кристаллического осадка.

Условия осаждения:

• 
  Начинать осаждение лучше при рН=7, оканчивать - при рН=6-6,5 или даже несколько больше 7 (в слабо аммиачной среде).
  
• 
  Нагревание способствует осаждению, поэтому раствор нагревают до температуры кипения.
  
• 
  Для получения кристаллического осадка реактив прибавляют по каплям, после выделения осадка и подщелачивания добавляют избыток осадителя ПР(CaC₂O₄·H₂O) = 2,29·10-9 . При осаждении осадителем, взятым в избыточном объёме по сравнению со стехиометрическим, достигается более полное осаждение кальция, так как концентрация его в растворе понижается, она вычисляется как:
  

[Ca²⁺]=ПР(CaC₂O₄ ·H₂O)/ [C₂O₄ ^2-]

В качестве весовой формы при рассматриваемом определениии получается обычно окись кальция СаО, образующаяся из CaC₂O₄ ·H₂O при 900-1200 °С, реакция протекает по уравнению:

CaC₂O₄ ·H₂O → СаО + СО₂↑ + СО↑ + H₂O

Недостатком СаО как весовой формы является ее гигроскопичность и способность поглощать из воздуха СО₂, поэтому при взвешивании необходимо соблюдение ряда предосторожностей. Кроме того, процентное содержание Са в СаО (и, следовательно, фактор пересчета) велико, что также невыгодно.

Вследствие этих недостатков СаО как весовой формы, иногда предпочитают превращать CaC₂O₄ ·H₂O в СаСО₃ прокаливанием при температуре около 500 °С.

2) 0,1 г пробы растворяют при нагревании в возможно меньшем объеме НС1 (1 : 1). Раствор нейтрализуют щелочью по индикаторной бумаге конго, затем вводят 5 мл 2 N раствора NaOH и воду до общего объема 100 мл. Через 1—2 мин. прибавляют несколько капель индикатора и титруют 0,1 или 0,01 М раствором комплексона III до изменения цвета раствора из красного в синевато-сиреневый.

---

Оттитрованная проба довольно быстро приобретает вновь розовый цвет, на что не следует обращать внимания. При большом количестве магния и растянутости точки перехода в пробу до добавления щелочи следует вводить 2 мл 2% -ного раствора сахара. После титрования кальция вводят в пробу 5 мл 2 N НС1 и хорошо перемешивают жидкость, растворяя гидроокись магния. Индикатор при этом меняет цвет на розовый. Затем вводят 5-6 мл аммиачного буферного раствора и продолжают титрование для определения содержания магния

Заключение

В ходе работы была рассмотрена характеристика кальция, который является важной частью организма. В форме кристаллов гидроксиаппатита кальций входит в состав костной ткани, обеспечивающим ее прочность; кроме того, кальций принимает участие в регуляции проведения нервного импульса, мышечных сокращений и процессах коагуляции. Также были рассмотрены несколько методов определения кальция в карбоновых породах

Литература

1) Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 293. — 671 с.

2) Прохоров А. М. Кальций // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

3) Фрумина Н.С., Кручкова Е. С., Муштакова С. И. Аналитическая химия кальция – Москва, 1974. – 193 – 195 с.

4) Лунева Светлана Николаевна, Матвеева Елена Леонидовна, Гасанова Анна Георгиевна, Бойчук Сергей Петрович, Сазонова Наталья Владимировна РОЛЬ КАЛЬЦИЯ И ВИТАМИНА D3 В ВОССТАНОВЛЕНИИ ЦЕЛОСТНОСТИ КОСТЕЙ ПОСЛЕ ПЕРЕЛОМОВ // Доктор.Ру. 2019. №2 (157). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-kaltsiya-i-vitamina-d3-v-vosstanovlenii-tselostnosti-kostey-posle-perelomov (дата обращения: 18.04.2022).

---