硅含量测定方法的新进展

广州化工年第卷第期 硅含量测定方法的新进展 梁琼英欧阳钢锋 中山大学汉试中心 , 广州 摘要 介绍了近几年来国内外在硅含量测定方法研究方面的新进展 。 关键词 硅 , 钥蓝光度法 , 还原剂 切 。 留如 娜 , 玖溯 劝召 , 动 , 司 代心 以 丁 , 硅是自然界中含量仅次于氧的元素 。 由于硅制 品和含硅材料广泛应用 于 工业 生产和日常生 活中 , 因此 , 对硅含量的测定具有 十分重要 的 现实意 义 。 目前 , 对大部分常见的金属元素 、非金属 元素和过渡 金属元素 , 都能直接通 过先进的仪器分析 获得准确 的分析结果 。 然而 , 对硅含量 的仪器化分析 , 却仍面 临较大的困难 。 其主要原 因是 测定这类无机材料 样 品中硅 的含量 , 必须首先把样品溶解 , 若采用常规 的酸溶法 , 一般情况 下 , 样品只能部分溶解 , 而采用 对硅溶解较好的 , 则在处理过程中的造成挥发 损失 , 从而导致较大的测试误差若改用碱溶法溶解 样品 , 由于所得样品液中存在大量的碱金属盐会给 仪器及测试带来影响 。 由于以上原因 , 在实际分析过程 中 , 要用仪器准 确地测定硅 的含量有较大难度 。 所以 , 尽管化学分 析方法比较繁锁 、费时, 但目前硅含量的测定方法主 要还是以经典的方法原理为基础进行测试 。 本文主 要介绍近几年来国内外在硅含量测定方法的研究和 进展 。 到 目前为止 , 钥 蓝光度法仍然是 广泛应用于测 定材料 中硅含量的一种有效方法 。 通常在较高酸度 下 , 正硅酸与钥酸形成型黄色硅相杂多 酸 。 利用 杂多酸与简单酸 以玉 一 在氧化还 原能力上的较 大差异 , 用还原剂将黄色硅相杂多 酸还原为蓝色硅 相杂多酸 , 以提高检测灵敏度 。 不同物质 中硅含 的测定 , 通常必须采用不同的还原剂 , 而还原剂本身 又存在稳定性和还原速度等问题 。 因此 , 对采用钥 蓝光度法测定不 同样品中硅含 量 所用 还原剂的研 究 , 便成了一个重要 的研究课题 。 也就是说 , 为改进 该方法所做的主要研究工作 , 是寻 找各种新型高效 的还原剂 。 郑本亨等系统地研究了用钥蓝光度法测定水中 硅含量所用的还原剂 。 发现在已知的还原剂 中 , 抓化亚锡 、硫酸亚 铁按的还原速度快 、灵 敏度高 , 但 其稳定性差 。 用抗坏血酸作还原剂时所形成的硅相 蓝很稳定 , 但还原速度太慢 。 用硫酸亚铁和草酸的 混合物作还原剂 , 混合液的稳定时间短 。 用胺基蔡 酚磺酸作还原剂 , 虽然所形成的硅相蓝稳定时间较 长 , 但由于容易产生沉淀而使还原能力降低 。 采用 米吐尔 一 段万作还原剂 , 不但体系不稳定 , 容易 产生沉淀 , 且其还原速度太慢 。 在对各种还 原剂的性 能进 行全面 比较的基 础 上 , 郑本亨等研制出以甲醛合次硫酸氮钠和亚硫酸 钠的混合液 , 作为水 中微量硅 的硅相蓝光度法侧定 的还原剂 。 该还 原剂的配制方法是称取 甲醛合次硫酸氢钠和 鲍亚硫酸钠于烧杯中 , 加蒸 馏水溶解至 。 作者对还原剂的配比进行了试 验 , 结果表 明上述配比的还原速度较快 , 还原反应时 间为沸水浴加热而 , 还原剂的保存时间为夏天 天 , 冬天天左右 。 用硅标准试液测定相对误差较 中山大学化学与化学工程学院 刃年第 卷第期广州化工 小 。 实验证明这种还原剂的稳定性 、还原能力、灵敏 度 、准确度均较好, 可保存的时间也较长 。 王玉标等以赤霉素作还原剂 , 用 钥蓝法来测定 钢铁中的硅含量 。 方法 是先用分析 纯还原铁粉 加人硅 配 制 一 组标样 , 用赤 霉 素作还原剂 , 在 处测量吸光度 , 并作出硅含 量与吸光度的标 准工作曲线 。 分析钢样 时 , 用同样 的方法测量吸光 度 , 根据工作 曲线方程算出相应的硅含量 。 实验证 明生成的杂 多蓝 色 泽稳定 , 小时 吸光 度均无 改 变 , 且方法灵敏 、准确、简便快速、选择性 和重现性均 好 。 梁家斌以草酸 一 硫酸 亚铁钱 的混合物 作还 原 剂 , 用硅钥蓝光度法 测定锰铁中的硅川 。 方法是选 取已知硅含量的不同锰铁样品 一 个 , 用草酸 一 硫 酸亚铁钱作还原剂 , 测量相应 的吸光度 , 作出标准工 作 曲线 , 然后测量样品的吸光度 , 根据工作 曲线方程 算出硅含量 。 该方法 的特点是快速 、准 确 , 主要针对 锰铁的常规检验中硅 、磷含量 的联 测 。 作者还对光 度法测定钥铁中的硅含量进行了系统的研究闭 , 测 定方法 同上 。 这种测定方法简便 、快速, 主要针对钥 铁中钥 、硅、磷和铜 的快速测定 。 日常检验使用此方 法可以降低分析检验成本 , 提高经济效益 。 白丙海等研究了用抗坏血酸还原钥蓝比色法测 定金属钦 及三氧化二钱 中的 硅含量川 。 通常金属 中硅含量的测定是在草酸介质 中进行 。 但对于金属 钦及三氧化二钦中硅含量 的测定来说 , 当硅酸与钥 酸钱作用生成硅相黄杂多元酸后 , 若再加人草酸 , 则 后者会与钱盐溶液作用 生成无定型沉淀 , 从而影响 侧定结果 。 为消除上述所产生沉淀的干扰 , 作者选 择用硫酸为介质 , 用抗坏血酸为还原剂的方法测定 硅含量 , 获得令人满意的结果 。 一 从 材料 中硅含量 的分析 。 对 此 类 样 品 , 一般采用先在加压和加热条件下分解样品 , 并用 重量法或容量法 进行 测定一 。 马 淑英等研究用 光度法分析 一 从材料 中的 硅含量 。 采用 草酸 一 硫酸亚铁按的混合物作还原剂 , 并用常规吸 光光度法测定样品中的微 量硅 。 对硅含 量高的样 品 , 则采用示差光度法进行分析 。 实验结果表明 , 光 度法 的分析过程比容量法快速 、简便, 其分析结果与 容量法并无显著差异 , 准确度也符合要求 。 对于铝中硅含量的测定 , 国家标准 及有关文 献所介绍 的方法 , 均以利用其所形成帅型硅钥杂 多酸 , 并测量其在附近 的吸光度进行含量测 定 。 由于 型硅钥杂多酸的稳定性差 , 一般只能稳 定到 , 且容易转变为型硅铝杂多酸 。 所 以 , 采用该方法的测试过程 , 一般要求在左 右完成 。 而型硅钥杂多酸稳定 、形成酸度低, 其最 大吸收峰在 一 之间 。 黎 淑平对用型硅 铝蓝法测量铝 中硅含 量进行了研究 。 利用控制 溶液酸度以形成型硅钥杂多酸 , 再用草酸提高溶 液酸度以排除杂质的干扰 , 用较弱的还原剂硫酸亚 铁按还原 , 在处测量其吸光度 。 测试结果表 明 , 型硅钥杂多 酸形成酸度低 、线 性 范 围宽 、 稳定 性好 , 但灵敏度不如型硅钥杂多酸 。 对硅铁中硅含量 的测定 , 常用 的有重量法及硅 氟酸钾容量法 。 重 量法分析结果的准确度高 , 但操 作繁琐 , 测试时间较长 。 硅 氟酸钾容 量法 的测试过 程稍快 , 但其准确度不够高 。 孔祥森用比重法测定 了硅铁中的硅含量 。 测定方法是用标样绘制出 工作曲线 , 然后再测定样品中硅的含量 。 该方法适 用于小型化验室作为快速分析之用 。 近年来 , 也有人研究用 一 测定金属材 料中硅 的含量 。 刘信文 在 一 所配置 的 固定通道的基础上 , 改变人射狭缝角度 , 用扩展通道 法测定了钢铁中硅及其它元素的含量 。 该方法的检 测限 、精密度和准 确度均令人满意 。 但此方法仅限 于可溶性硅的测试 。 总的来说 , 到目前为止 , 经典的钥蓝光度法仍然 是测定硅含量的主要方法 。 该方法具有简便 、快速 及准确的特点 , 是一种较好的硅含量测定方法 。 参考文献 郑本亨 , 袁敏 分析测试学报 , 一 王玉标 , 李前荣 , 赵化章分析测试学报 , 梁家斌理化检验 化学分册 , 一 梁家