磷酸氫鈣是一種為動物提供有效磷鈣的礦物質原料。隨著飼料工業的快速發展,磷酸氫鈣的市場需要量越來越大,但各種假冒偽劣產品也隨之出現。本文就應如何區分磷酸氫鈣和磷酸三鈣及對飼料級磷酸氫鈣標準(HG 2636—94)中氟、磷、鈣在測定中所存在的問題及應注意的事項進行了探討并提出了相應建議。
1 正確區分磷酸氫鈣和磷酸三鈣
1.1 物理鑒別
一般來說,氫鈣為白色或灰白色粉末或微粒,質地細膩均勻,膨松,比重較輕,而三鈣則是經過煅燒等工藝而成,雜質較多,顏色深,粒度不一致,這些通過感觀就能區別開;其次通過灼燒(800~900℃)鑒別,氫鈣由于分解,重量可減少30%左右,而三鈣則重量基本保持不變。
1.2 化學鑒別
氫鈣溶于稀鹽酸,微溶于水,而三鈣則不溶于稀鹽酸和水,取少量試樣加稀酸,能迅速溶解、清亮無沉淀的為氫鈣;不溶、渾濁、有沉淀產生的則為三鈣。
通過硝酸銀試驗,氫鈣應出現明顯黃色沉淀,三鈣不明顯,呈淺黃色沉淀,需另取樣經醋酸溶解,在酒石酸和鉬酸銨溶液浸沒下放入60~70℃烘箱烘數分鐘,才出現黃色沉淀。
通過鈣、磷含量的測定來判斷,磷含量為16%~17% ,鈣含量為21%~23%為氫鈣;若磷含量為17%~18%,鈣含量25%~30%,甚至超過30%,則可斷為三鈣。
2 氟含量的測定
標準(HG2636—94)采用氟離子選擇電極在檸檬酸—檸檬酸鈉緩沖液的條件下,直接測量電極電位,用標準曲線測定氟的含量,在一定條件下是快速準確的但我們知道,影響測定準確度的因素有:①溫度;②電位儀的靈敏度(電位測量發生1 mV誤差就產生3.9%的濃度相對誤差);③工作電池電動勢本身的穩定性;④干擾離子;⑤溶液的pH ;⑥待測離子濃度;⑦電位平衡時間。其中①②③⑤⑦等因素帶來的誤差可通過嚴格操作以盡可能減小。如保持測定溫度及pH恒定,選擇靈敏度高的電位儀及電極﹑每次測定保持攪速一致,充分平衡并進行標線的校正等。下面探討干擾離子及待測離子濃度等因素的影響。
2.1 干擾離子
干擾離子由于能與待測離子反應生成一種在電極上不發生響應的物質。其存在不僅給測定帶來誤差,而且使電極響應時間增長。就氫鈣而言,影響氟測定的有鐵、鋁、鎂等等。標準(HG 2636—94)中所規定的緩沖液條件對低氟低雜質樣品是實用的,對高氟高雜質樣品則不適用。因為標準所規定的條件僅能消除少量三氧化二鋁的影響,對鐵等干擾離子的影響則不能消除。
為提高測定的準確度,對組分復雜的樣品可采用標準加入法來測定。由于氟離子選擇電極所測定的是氟離子活度而非濃度,只有在極稀溶液中且無干擾的條件下活度系數才接近于1.活度與濃度可相互代替。若要測定氟離子的總濃度(包括游離的與絡合的),以消除干擾離子的影響,使用能斯特方程式快速準確測定組成較復雜的試樣中氟離子濃度。
2.2 氟離子濃度
測定范圍除與電極體系與性質有關外,還與干擾離子濃度有關,干擾離子濃度越高,可能測定的離子濃度下限就越高。為能在標準(HG 2636—94)條件下測定高氟高雜質樣品,可通過減少稱樣量(0.25~0.5 g),定容至250 ml和增大稀釋倍數(移取5~10ml)來控制干擾離子量和氟離子濃度,使其處于電極最佳測定范圍內,提高測定的準確度。
3 磷的測定
標準(HG 2636—94)中磷的測定是采用重量分析法。沉淀劑喹鉬檸酮與磷酸根作用生成磷鉬酸喹啉沉淀。
沉淀經過濾,烘干除去水分后稱重,求得磷含量。沉淀劑中檸檬酸的作用是在溶液中與鉬酸絡合以降低鉬酸濃度,避免沉淀出硅鉬酸喹啉(它對測定有干擾),同時可防止鉬酸鈉水解析出 MoO3.丙酮的作用是使沉淀顆粒增大而疏松,便于洗滌,同時可增加喹啉的溶解度,避免其沉淀析出而干擾測定。
重量分析是一種準確而又精密的分析方法,但操作較煩,費時多,影響測定誤差的因素也較多,需要熟練的化驗員來操作,以提高測定的準確度。
3.1 沉淀
在沉淀操作中,要盡可能使沉淀完全,以獲得純凈而易于分離和洗滌的大粒子晶形沉淀,避免形成無定形沉淀甚至膠體。這就需要在熱溶液中慢慢滴加沉淀劑,沉淀形成后還要將沉淀放置陳化,以消除微小顆粒,獲得粗大沉淀。
3.2 過濾
為使玻璃砂芯不致迅速被沉淀堵塞,應采用傾瀉過濾法過濾,即將沉淀上清液沿玻棒小心傾入濾器,盡可能使沉淀留在杯內。開始過濾后,應觀察濾液是否澄清,若有渾濁或帶有沉淀微粒,說明操作不好或選用濾器不當,應找出原因重新做實驗。
3.3 洗滌﹑烘干、恒重
洗滌沉淀是為了洗去沉淀表面吸附的雜質和混雜在沉淀中的母液。洗滌時要盡量減少沉淀的溶解損失和避免形成膠體。洗滌開始時一般仍采用傾瀉法,即加適量洗液于盛有沉淀的燒杯中,充分攪和放置澄清,將清液用傾瀉法過濾,如此洗滌幾次,每次盡可能將澄清液淹出。洗滌若干次后,可將沉淀轉入濾器,沉淀全部轉移后再洗滌幾次,直到將沉淀洗凈。洗滌必須連續進行,一次完成,不能中途放置,更不能干涸放置太久,放置凝聚后不易洗凈。
既要將沉淀洗凈,又不能增加沉淀的溶解損失,可用適當少的洗液,分多次洗滌,每次加入洗液前,應使前次洗滌液盡量流盡。洗滌完成后,將沉淀烘至恒重,兩次重量之差不得大于0.2 mg,由沉淀重量計算磷含量。
4 鈣的測定
標準(HG 2636—94)中,鈣的滴定采用反滴定法,即加入過量EDTA與鈣離子絡合,然后用鋅標液反滴定,間接計算出鈣含量。但氫鈣產品中一般含有鐵、鋁、鈣、鎂、氟、磷酸根等離子,在pH為10的條件下,磷酸根不影響測定,但氟離子干擾嚴重(特別是高氟含量樣品)。因為氟離子能與鈣離子生成氟化鈣沉淀,同時據此條件下EDTA 絡合的次序分別是鐵、鈣、鎂、鋁等離子,可知,鐵干擾最嚴重,依次是鎂、鋁。因而按標準條件測定的鈣含量實際是上述離子含量的總和,測定結果誤差較大。為提高鈣測定的準確度,首先要除去氟離子的干擾,可通過在酸性條件下加熱煮沸,使氟離子生成氟化氫氣體揮發除去,其次為避免鐵、鋁等離子的干擾需加入三乙醇胺掩蔽。通過上述處理,可用EDTA直接滴定,快速準確地測得鈣含量(鎂含量不大,不影響分析結果時)。

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