Analyse des Calciumoxid-Gehalts in Kalkstein

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Analyse von Calciumoxid in Kalkstein – Die Methode, die wir derzeit anwenden, ist wie folgt: Der Kalkstein wird zerkleinert. Anschließend wird das Probenmaterial mit Salzsäure, Fluorsäure sowie Perchlorsäure zerlegt. Störelemente wie Eisen und Aluminium werden mithilfe von Triethanolamin ausgeblendet. In einer Lösung mit pH-Wert > 12,5 wird Calcium mit einem Calciumcarbonsäure-Indikator mittels einer EDTA-Standardlösung titriert. II. Reagenzien und Lösungen
1. Salzsäure (1+1)
2. Fluorsäure
3. Perchlorat*
4. Triethanolamin (1+1)
5. Kaliumhydroxid: 200 g/L
6. Dextrin: 40 g/L
7. Standardtitrationslösung für EDTA: C(EDTA) = 0,02 mol/L
8. Indikator aus Calciumcarbonsäure: Man wiegt 1 g Calciumcarbonsäure sowie 100 g Natriumchlorid auf, das bei 105 °C getrocknet wurde. Beides wird fein gemischt und in einem Verschlussflaschen aufbewahrt. III. Schritte (Nach dem nationalen Standard): Man wiegt etwa 0,2 g des Probenmaterials ab – mit einer Genauigkeit von 0,0001 g. Das Material wird anschließend in einen 100-ml-Polytetrafluorethylen-Krug gegeben. Gleichzeitig wird auch ein Kontrollversuch durchgeführt. Befeuchten Sie die Probe mit etwas Wasser, bedecken Sie sie mit einer Deckelglasplatte und träufeln Sie Salzsäure (1+1) über den Mund des Bechers. Nachdem die heftige Reaktion aufgehört hat, fügen Sie noch 1 ml hinzu. Spülen Sie anschließend die Deckelglasplatte sowie die Wände des Bechers aus. Fügen Sie 4 ml Fluorsäure sowie 2 ml Hypochlorit hinzu. Erwärmen Sie die Mischung bei niedriger Temperatur auf dem Elektroheizkörper, bis sie fast trocken ist. Nehmen Sie den Becher vom Heizkörper, lassen Sie ihn etwas abkühlen und spülen Sie die Wände des Bechers erneut mit etwas Wasser aus. Setzen Sie die Erhitzung fort, bis kein weißer Rauch mehr aufsteigt – die Mischung ist dann trocken. Lassen Sie die Mischung erneut etwas abkühlen, fügen Sie dann 3 ml Salzsäure hinzu. Erwärmen Sie die Lösung, bis sie klar ist. Lassen Sie die Lösung anschließend auf Raumtemperatur abkühlen. Gießen Sie die Lösung in einen 250-ml-Messkolben und ergänzen Sie das Volumen mit Wasser. Rühren Sie gut um.

**Bestimmung von Calciumoxid:** Entnehmen Sie 50 ml der hergestellten Lösung und geben Sie sie in einen 250-ml-Becher. Fügen Sie 100 ml Wasser, 10 ml Dextrin, 5 ml Triethanolamin sowie 15 ml Kaliumhydroxidlösung hinzu, sodass der pH-Wert der Lösung über 12,5 liegt. Fügen Sie etwas Calciumcarbonsäureindikator hinzu und rühren Sie gut um. Titrieren Sie die Lösung anschließend mit EDTA-Standardsolvent, bis das Fluoreszieren verschwindet (Schnellmethode). Wiegen Sie etwa 0,2 g der Probe ab – genauer: bis auf 0,0001 g genau. Geben Sie die Probe in einen 100-ml-Becher und führen Sie gleichzeitig einen Kontrollversuch durch. Befeuchten Sie das Probenstück mit etwas Wasser, bedecken Sie es mit einer Deckelglasplatte und träufeln Sie anschließend Salzsäure (1+1) über den Rand des Bechers. Warten Sie, bis die heftige Reaktion aufgehört hat. Geben Sie dann noch 1 ml Salzsäure hinzu, spülen Sie die Deckelglasplatte sowie die Wände des Bechers aus. Fügen Sie weitere 10 ml Salzsäure (1+1) hinzu und erhitzen Sie die Mischung bei niedriger Temperatur, bis sie fast trocken ist. Nehmen Sie den Becher vom Heizgerät, lassen Sie ihn etwas abkühlen und spülen Sie die Wände des Bechers erneut mit etwas Wasser aus. Erhitzen Sie die Mischung weiter, bis kein weißer Rauch mehr entsteht – also, bis die Mischung vollständig getrocknet ist. Lassen Sie die Mischung erneut etwas abkühlen, fügen Sie 3 ml Salzsäure hinzu und erhitzen Sie die Lösung, bis sie klar ist. Lassen Sie die Lösung anschließend auf Raumtemperatur abkühlen und gießen Sie sie in einen 200-ml-Messkolben um. Füllen Sie den Kolben mit Wasser auf und schütteln Sie ihn gut durch.

**Bestimmung von Calciumoxid:** Entnehmen Sie 50 ml der hergestellten Lösung und geben Sie sie in einen 250-ml-Becher. Fügen Sie 100 ml Wasser, 10 ml Dextrin, 5 ml Triethanolamin sowie 15 ml Kaliumhydroxidlösung hinzu, sodass der pH-Wert der Lösung über 12,5 liegt. Fügen Sie außerdem etwas Calciumcarbonsäureindikator hinzu und schütteln Sie alles gut durch. Titrieren Sie die Lösung anschließend mit der EDTA-Standards Lösung, bis das Fluoreszenzgrün verschwindet.

**Berechnung:**
– Nach dem nationalen Standard: CaO-% = C * (V – V0) * 0,05608 / m * (50/250) * 100
– Nach der schnellen Methode: CaO-% = C * (V – V0) * 0,05608 / m * (50/200) * 100

Dabei steht:
C = Konzentration der EDTA-Standards Lösung, in mol/L
V = Menge der verbrauchten EDTA-Standards Lösung, in ml
V0 = Menge der EDTA-Standards Lösung, die im Kontrollversuch verbraucht wurde, in ml
m = Masse des Probenstücks, in g

CaCO3-% = X1 * 100,08 / 56,08
X1 = Gehalt an Calciumoxid, in %

Wenn dasselbe Probenstück bei zwei verschiedenen Prüflaboren analysiert wird, liegen die Ergebnisse oft stark auseinander. Bei einem Labore wird die Lösung mit Natriumhydroxid aufgelöst und anschließend zurücktitriert; beim anderen Labore wird die Methode nach GB1574 verwendet. Ich frage mich, welche Methode zuverlässiger ist – und warum liegen die Ergebnisse so stark auseinander?