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1、 一、硅一、硅 岩石、矿物中的硅常以石英岩石、矿物中的硅常以石英(SiO2)或硅或硅酸盐形式存在其酸盐形式存在其测定方法可以测定方法可以用重量法、滴用重量法、滴定法、光度法、原子吸收光度法、微波等离子体定法、光度法、原子吸收光度法、微波等离子体-发射光谱法、发射光谱法、X-射线荧光光谱法等。射线荧光光谱法等。这里重点介绍这里重点介绍重量法、滴定法和光度法。重量法、滴定法和光度法。第四章 岩石全分析2 第三节第三节 主要成分的测定方法主要成分的测定方法一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (一)方法综述(一)方法综述 1、重量法、重量法 氢氟酸挥发重量法:氢氟酸挥发重量法: 试样在铂坩埚中经灼烧恒重试
2、样在铂坩埚中经灼烧恒重后,加后,加H2F2+H2SO4(或)硝酸处理后,再灼烧至恒(或)硝酸处理后,再灼烧至恒重,计算重,计算SiO2的含量。的含量。此法只适于较纯的石英中此法只适于较纯的石英中SiO2的测定。的测定。 硅酸脱水灼烧重量法硅酸脱水灼烧重量法: 强电解质或胶体破坏硅强电解质或胶体破坏硅酸的水化外壳,促使硅酸溶胶微粒凝聚为较大的沉淀酸的水化外壳,促使硅酸溶胶微粒凝聚为较大的沉淀颗粒析出,灼烧称重。常用盐酸和动物胶。颗粒析出,灼烧称重。常用盐酸和动物胶。 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (1 1)硅酸的性质和硅酸胶体的结构)硅酸的性质和硅酸胶体的结构(2 2)盐酸蒸干脱水重量法)盐酸
3、蒸干脱水重量法(3 3)硅酸凝胶重量法)硅酸凝胶重量法2 2、滴定法、滴定法3 3、光度法:、光度法:(1 1)正硅酸溶液的制备)正硅酸溶液的制备(2 2)显色条件的控制)显色条件的控制(3 3)干扰元素及其消除)干扰元素及其消除4 4、原子吸收分光光度法、原子吸收分光光度法一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (二)氯化铵重量法(二)氯化铵重量法(水泥化学分析国标法水泥化学分析国标法GB/T176)1996)具体内容可以参考梁红主编工业分析具体内容可以参考梁红主编工业分析P134-136P134-136 1、方法原理、方法原理:试样以无水碳酸钠烧结,盐酸溶解,:试样以无水碳酸钠烧结,盐酸溶解,加固
4、体氯化铵于水浴上加热蒸发,使硅酸凝聚。滤出加固体氯化铵于水浴上加热蒸发,使硅酸凝聚。滤出的沉淀灼烧后,得到含有铁、铝等杂质的不纯的二氧的沉淀灼烧后,得到含有铁、铝等杂质的不纯的二氧化硅。沉淀用氢氟酸处理后,化硅。沉淀用氢氟酸处理后,失去的质量即为纯二氧失去的质量即为纯二氧化硅的量。化硅的量。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 2、试剂和仪器、试剂和仪器 3、测定步骤、测定步骤 (1)纯二氧化硅的测定)纯二氧化硅的测定 (2)经氢氟酸处理后的残渣的分解)经氢氟酸处理后的残渣的分解 (3)可溶性二氧化硅的测定)可溶性二氧化硅的测定一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 4、结果计算、结果计算 (1)纯二氧化硅
5、的质量分数)纯二氧化硅的质量分数%100212mmmSiO?m1-灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚的质量,灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚的质量,g;m2-用氢氟酸处理并灼烧后的残渣及坩埚的质量,用氢氟酸处理并灼烧后的残渣及坩埚的质量,g;m-试样的质量,试样的质量,g;%10010002525032mmSiO可溶m3-测定的测定的100mL溶液中二氧化硅的含量,溶液中二氧化硅的含量,mg;(2)可溶性二氧化硅的质量分数)可溶性二氧化硅的质量分数一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (3)结果表示结果表示222SiOSiOSiO可溶纯总5 5、方法讨论、方法讨论(1 1)试样的处理)试样的处理(2
6、2)脱水的温度与时间)脱水的温度与时间(3 3)沉淀的洗涤)沉淀的洗涤(4 4)沉淀沉淀的灼烧的灼烧(5 5)氢氟酸的处理)氢氟酸的处理(6 6)漏失二氧化硅的回收)漏失二氧化硅的回收一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (三)氟硅酸钾容量法(三)氟硅酸钾容量法(GB/T176-1996GB/T176-1996代用法代用法) 1、方法原理、方法原理 硅酸盐试样用硅酸盐试样用KOH或或NaOH熔融,使之转化为熔融,使之转化为可溶性硅酸盐,如可溶性硅酸盐,如K2SiO3,K2SiO3在过量在过量KCl、KF的存在下与的存在下与HF(HF有剧毒,必须在通风橱中操作)有剧毒,必须在通风橱中操作)作用,生成微
7、溶的氟硅酸钾(作用,生成微溶的氟硅酸钾(K2SiF6),将生成的),将生成的K2SiF6沉淀过滤。沉淀过滤。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 由于由于K2SiF6在水中的溶解度较大,为防止其在水中的溶解度较大,为防止其溶解损失,将其用溶解损失,将其用KCl乙醇溶液乙醇溶液洗涤。然后用洗涤。然后用NaOH溶液中和溶液中未洗净的游离酸,随后加入溶液中和溶液中未洗净的游离酸,随后加入沸水使沸水使K2SiF6水解,生成水解,生成HF,水解生成的,水解生成的HF可用可用NaOH标准溶液滴定,从而计算出试样中标准溶液滴定,从而计算出试样中SiO2的含的含量。量。 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 2、试剂和仪
8、器、试剂和仪器3、测定步骤、测定步骤4、结果计算、结果计算%1001000522mVTSiOSiOT-每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量,每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量,mg/mL;V-滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积, mL;m-试样的质量,试样的质量,g;5 -全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 5、方法讨论、方法讨论(1)试样的分解)试样的分解 (2)溶液的温度)溶液的温度 (3)氯化钾的加入量)氯化钾的加入量 :应加至饱和应加至饱和(4)氯化钾的加入量)氯化钾的加入
9、量 :加入量要适宜加入量要适宜(5)氟硅酸钾沉淀的陈化)氟硅酸钾沉淀的陈化(6)氟硅酸钾沉淀的过滤和洗涤)氟硅酸钾沉淀的过滤和洗涤(7)中和残余酸)中和残余酸(8)水解和滴定过程)水解和滴定过程(9)注意空白)注意空白返回 (一一)重量法重量法 测定测定SiO2的重量法分为的重量法分为氢氟酸挥发重量法和硅氢氟酸挥发重量法和硅酸脱水灼烧重量法两类。酸脱水灼烧重量法两类。 氢氟酸挥发重量法氢氟酸挥发重量法是将试样置于铂器皿中灼是将试样置于铂器皿中灼烧至恒重后,加烧至恒重后,加H2F2+H2SO4(或或H2F2+HNO3)处理。处理。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 使样品中使样品中SiO2转化为转化
10、为SiF4逸出再灼烧至恒重,逸出再灼烧至恒重,差减差减计算计算SiO2的含量。的含量。这种方法这种方法只能适用于较纯的石英只能适用于较纯的石英样品中样品中SiO2的测定的测定没有很大实用意义。?!没有很大实用意义。?! 硅酸脱水灼烧重量法硅酸脱水灼烧重量法在经典和快速分析系统中在经典和快速分析系统中都得到应用。其中两次盐酸蒸干脱水重量法都得到应用。其中两次盐酸蒸干脱水重量法是经典是经典分析系统中的方法,分析系统中的方法,曾被公认为是对高、中含量曾被公认为是对高、中含量SiO2的测定的的测定的最精确方法;最精确方法;一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 而用动物胶、聚环氧乙烷(而用动物胶、聚环氧乙烷(
11、PEO)、十六烷基)、十六烷基三甲基溴化铵三甲基溴化铵(CTMAB)、聚乙烯醇等凝聚硅酸胶体、聚乙烯醇等凝聚硅酸胶体的的快速重量法快速重量法则是则是快速分析系统中较长时间采用快速分析系统中较长时间采用的方法的方法。较普遍地用于例行分析中。较普遍地用于例行分析中。 本节本节重点介绍重点介绍两次盐酸蒸干法和动物胶凝聚硅两次盐酸蒸干法和动物胶凝聚硅酸的重量法。酸的重量法。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 1. 硅酸的性质和硅酸胶体的结构硅酸的性质和硅酸胶体的结构 硅酸有多种形式,其中偏硅酸是硅酸中最简单硅酸有多种形式,其中偏硅酸是硅酸中最简单的形式。它是二元弱酸,其电离常数的形式。它是二元弱酸,其电离
12、常数K1、K2分别为分别为109.9和和1012.16。 在在pH13或大于或大于13的的低浓度低浓度(1 mgm1)硅硅酸溶液中,酸溶液中,硅酸以单分子形式存在硅酸以单分子形式存在。 当当pH值小于值小于l或大于或大于3,硅酸即胶体化,且聚合,硅酸即胶体化,且聚合速度迅速加快,在速度迅速加快,在pH 38,尤其,尤其56时,聚合时,聚合速率最快,并形成二聚物。速率最快,并形成二聚物。二聚物的水溶性甚小二聚物的水溶性甚小。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 天然石英和硅酸盐岩石矿物试样与苛性钠、碳酸天然石英和硅酸盐岩石矿物试样与苛性钠、碳酸钠共熔时,试样中的硅酸盐全部转变为硅酸钠。钠共熔时,试样中
13、的硅酸盐全部转变为硅酸钠。 SiO2 (石英石英)+Na2CO3Na2SiO3+CO2 KAlSi3O8 + 3Na2CO33Na2SiO3+ KA1O2+3CO2 (正长石正长石) 4(Mg,Fe)2SiO4+6Na2CO3+O2 (橄榄石橄榄石) 4Na2SiO3+12MgO +4NaFeO2+6CO2一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 所以,在含有所以,在含有EDTA、柠檬酸、柠檬酸等配位剂配合铁等配位剂配合铁()、铝、铀、铝、铀()、钍等金属离子以抑制它们沉淀的介质中,滴加氨水至、钍等金属离子以抑制它们沉淀的介质中,滴加氨水至pH值为值为48。硅酸可几乎完全沉淀。硅酸可几乎完全沉淀。这是硅
14、与其他元素分离的方这是硅与其他元素分离的方法之一法之一。 熔融物用水提取,盐酸酸化时,偏硅酸钠转变熔融物用水提取,盐酸酸化时,偏硅酸钠转变为难离解的偏硅酸,金属离子均成为氯化物。为难离解的偏硅酸,金属离子均成为氯化物。 Na2SiO3 +2HClH2SiO3+2NaC1 KA1O2 +4 HClKCl+A1C13+2H2O NaFeO24HClFeCl3NaCl+2H2O MgO+2HClMgCl2H2O一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅酸溶胶胶粒带有负电荷,是由于胶粒本身的表硅酸溶胶胶粒带有负电荷,是由于胶粒本身的表面层的电离而产生的,面层的电离而产生的,胶核胶核(SiO2)m表面的表面的S
15、iO2分子与分子与水分子作用,生成水分子作用,生成H2SiO3分子,部分的分子,部分的H2SiO3分子离分子离解生成解生成SiO32和和H+,而这些,而这些SiO32又吸附在胶粒的表又吸附在胶粒的表面面,使胶粒带负电荷。,使胶粒带负电荷。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 提取液酸化时形成的硅酸存在提取液酸化时形成的硅酸存在三种状态三种状态: 1、白色片状的水凝聚胶白色片状的水凝聚胶析出;析出; 2、水溶胶水溶胶,以胶体状态留在溶液里;,以胶体状态留在溶液里; 3、单分子单分子溶解状态存在。溶解状态存在。 单分子的硅酸能或快或慢聚合,变成溶胶状态。单分子的硅酸能或快或慢聚合,变成溶胶状态。一、硅酸
16、盐中二氧化硅含量的测定 设离解的设离解的H2SiO3为为n个分子,则会产生个分子,则会产生n个个SiO32和和2n个个H+,这,这2n个个H+中有中有2(n-x)个处于个处于吸附层吸附层内与胶内与胶核构成胶体粒子,其余核构成胶体粒子,其余2x个则分布在个则分布在扩散层中扩散层中,其结,其结构如下构如下: 硅酸溶胶的性质:硅酸溶胶的性质:胶粒均带有负电荷,同性电荷胶粒均带有负电荷,同性电荷相互排斥,降低了胶粒互相碰撞结合成较大颗粒的可相互排斥,降低了胶粒互相碰撞结合成较大颗粒的可能性。同时,硅酸溶胶是亲水性胶体,在胶体微粒周能性。同时,硅酸溶胶是亲水性胶体,在胶体微粒周围形成围形成紧密的水化外壳
17、紧密的水化外壳,也阻碍着微粒互相结合成较,也阻碍着微粒互相结合成较大的颗粒,大的颗粒,硅酸可以形成硅酸可以形成稳定的胶体溶液稳定的胶体溶液。 要使硅酸胶体聚沉,必须破坏其水化外壳和加入要使硅酸胶体聚沉,必须破坏其水化外壳和加入强电解质或带有相反电荷的胶体,以减少或消除微粒强电解质或带有相反电荷的胶体,以减少或消除微粒的电荷,使硅酸胶体微粒凝聚为较大的颗粒而聚沉。的电荷,使硅酸胶体微粒凝聚为较大的颗粒而聚沉。 测定测定SiO2的各种的各种凝聚重量法就是依据这些原理进凝聚重量法就是依据这些原理进行的。行的。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 2. 盐酸蒸干脱水重量法盐酸蒸干脱水重量法 试样与碳酸钠或苛
18、性钠熔融分解,用水提取,试样与碳酸钠或苛性钠熔融分解,用水提取,盐酸酸化后,盐酸酸化后,相当量的硅酸以水溶胶状态存在于相当量的硅酸以水溶胶状态存在于溶液中。当加入浓盐酸时,一部分水溶胶转变为溶液中。当加入浓盐酸时,一部分水溶胶转变为水凝胶析出。水凝胶析出。为了使其全部析出,一般将溶液蒸为了使其全部析出,一般将溶液蒸干脱水,并在干脱水,并在105110温度下烘干温度下烘干1.52 h。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 将蒸干破坏了胶体水化外壳而脱水的硅酸干将蒸干破坏了胶体水化外壳而脱水的硅酸干渣,渣,用浓盐酸润湿用浓盐酸润湿,并放置,并放置510min,使蒸发过,使蒸发过程中形成的铁、铝、钛等的碱
19、式盐和氢氧化物与程中形成的铁、铝、钛等的碱式盐和氢氧化物与盐酸反应,转变为可溶性盐类全部溶解,过滤,盐酸反应,转变为可溶性盐类全部溶解,过滤,将硅酸分离出来。将硅酸分离出来。滤液可进行二次蒸干!滤液可进行二次蒸干!一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 所得硅酸沉淀经洗涤干净后,所得硅酸沉淀经洗涤干净后,连同滤纸一起放连同滤纸一起放人铂坩埚内。置高温炉,人铂坩埚内。置高温炉,逐步升温,使其干燥并使逐步升温,使其干燥并使滤纸炭化、灰化,滤纸炭化、灰化,再升至再升至10001h,取出冷却称重,取出冷却称重即得即得SiO2量。量。 硅酸蒸干脱水时,硅酸沉淀完全的程度及其吸硅酸蒸干脱水时,硅酸沉淀完全的程度及
20、其吸附包裹杂质的情况,与附包裹杂质的情况,与介质、酸度、碱金属氯化物介质、酸度、碱金属氯化物浓度、搅拌情况、烘干时间与温度以及过滤时洗涤浓度、搅拌情况、烘干时间与温度以及过滤时洗涤方法方法等有关。等有关。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 一般在盐酸介质中并经常搅拌,严格控制烘干一般在盐酸介质中并经常搅拌,严格控制烘干时间和温度。蒸干后,用盐酸处理干渣时,过滤前时间和温度。蒸干后,用盐酸处理干渣时,过滤前加水稀释,加水稀释,控制盐酸浓度为控制盐酸浓度为18182525。 由于硅酸沉淀具有强烈的吸附能力,所以在析由于硅酸沉淀具有强烈的吸附能力,所以在析出硅酸时,总是或多或少地吸附有出硅酸时,总是或多
21、或少地吸附有FeFe3+3+、AlAl3+3+、TiTi4+4+等杂质。必须等杂质。必须在过滤时运用正确的洗涤方法将杂质在过滤时运用正确的洗涤方法将杂质除去。除去。 首先首先用热的用热的2 25 5盐酸洗去盐酸洗去FeFe3+3+等杂质等杂质 然后然后用热水将残留的盐酸和氯化钠洗去。用热水将残留的盐酸和氯化钠洗去。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 蒸干脱水时所生成的聚合硅酸的溶解度虽然较小,蒸干脱水时所生成的聚合硅酸的溶解度虽然较小,但在但在100mL稀盐酸溶液中仍可溶解相当于稀盐酸溶液中仍可溶解相当于510mg SiO2的硅酸。因此,进行一次蒸干脱水,的硅酸。因此,进行一次蒸干脱水,只能回收只
22、能回收9799的二氧化硅。的二氧化硅。 为此,在以往的经典分析系统中进行两次蒸干脱为此,在以往的经典分析系统中进行两次蒸干脱水乃至三次蒸干脱水,并水乃至三次蒸干脱水,并从测定二三氧化物残渣中从测定二三氧化物残渣中回回收收SiO2。在现行分析系统中,常在现行分析系统中,常只进行一次蒸干脱水,只进行一次蒸干脱水,再用光度法测定滤液中的硅再用光度法测定滤液中的硅。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 两次盐酸蒸干脱水所得硅酸,经过滤、洗涤、两次盐酸蒸干脱水所得硅酸,经过滤、洗涤、灰化、灼烧所得二氧化硅,即使严格控制操作条件,灰化、灼烧所得二氧化硅,即使严格控制操作条件,也难免会含有少量杂质。为此,常需将灼
23、烧至恒重也难免会含有少量杂质。为此,常需将灼烧至恒重的残渣用的残渣用氢氟酸和硫酸加热处理氢氟酸和硫酸加热处理,使二氧化硅呈四,使二氧化硅呈四氟化硅挥发逸出后,氟化硅挥发逸出后,再灼烧称重再灼烧称重,以处理前后,以处理前后重量重量之差计为二氧化硅之净重计算结果之差计为二氧化硅之净重计算结果。 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 这里加入硫酸的目的在于:这里加入硫酸的目的在于: 防止四氟化硅水解;防止四氟化硅水解; 使钛、锆、铌、钽等转变为硫酸盐,不使钛、锆、铌、钽等转变为硫酸盐,不至于形成沸点较低的氟化物至于形成沸点较低的氟化物(TiF4沸点沸点284,TaF4 229.5,NbF5 240.5)而
24、挥发逸出;而挥发逸出; 使使F结合成结合成H2F2挥发除去。挥发除去。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 3硅酸凝聚重量法硅酸凝聚重量法 硅酸凝聚重量法中,使用硅酸凝聚重量法中,使用最广泛的凝聚剂是最广泛的凝聚剂是动动物胶物胶。 动物胶是一种富含氨基酸的蛋白质在水中形成动物胶是一种富含氨基酸的蛋白质在水中形成亲水性胶体。因为其中氨基酸的氨基和羧基并存,亲水性胶体。因为其中氨基酸的氨基和羧基并存,在不同酸度条件下,它们或接受质子或放出质子,在不同酸度条件下,它们或接受质子或放出质子,显示为两性电解质。显示为两性电解质。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 当当pH=4.7时时,其放出和接受的质子数相等,动
25、,其放出和接受的质子数相等,动物胶粒子的总电荷为零。即体系处于物胶粒子的总电荷为零。即体系处于等电态等电态。 pH4.7时,时,其中之羧基电离放出质子,成为其中之羧基电离放出质子,成为COO,使动物胶粒子带负电荷。,使动物胶粒子带负电荷。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 在酸性介质中,由于硅酸胶粒带负电荷,动物在酸性介质中,由于硅酸胶粒带负电荷,动物胶质点带正电荷,可以发生相互吸引和电性中和使胶质点带正电荷,可以发生相互吸引和电性中和使硅酸胶体凝聚。另外,硅酸胶体凝聚。另外,由于动物胶是亲水性很强的由于动物胶是亲水性很强的胶体,它能从硅酸质点上夺取水分,破坏其水化外胶体,它能从硅酸质点上夺取水分
26、,破坏其水化外壳,促使硅酸凝聚。壳,促使硅酸凝聚。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 用动物胶凝聚硅酸时,其用动物胶凝聚硅酸时,其完全程度完全程度与凝聚时的与凝聚时的酸度、温度及动物胶的用量酸度、温度及动物胶的用量有关。由于试液的酸度有关。由于试液的酸度愈高,胶团水化程度愈小,它们的聚合能力愈强,愈高,胶团水化程度愈小,它们的聚合能力愈强,因此在加动物胶之前应先把试液蒸发至因此在加动物胶之前应先把试液蒸发至湿盐状湿盐状,然,然后加浓盐酸,后加浓盐酸,控制其酸度控制其酸度在在8moLL1以上以上。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 凝聚温度控制凝聚温度控制在在6070在加入动物胶并搅在加入动物胶并搅拌拌
27、100次后,保温次后,保温l0 min。 温度过低温度过低,一方面凝聚速度慢,甚至不完全,一方面凝聚速度慢,甚至不完全,另一方面,吸附杂质多;另一方面,吸附杂质多; 温度过高温度过高,动物胶会分解,使其凝聚能力减,动物胶会分解,使其凝聚能力减弱。弱。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 过滤时应控制液温在过滤时应控制液温在3040以降低水合二氧化以降低水合二氧化硅的溶解度。硅的溶解度。 动物胶用量动物胶用量,一般,一般控制在控制在25100mg,少于或多,少于或多于此量时,硅酸复溶或过滤速度减慢。于此量时,硅酸复溶或过滤速度减慢。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 使用该方法,只要正确掌握使用该方法,只
28、要正确掌握蒸干、凝聚条件、凝蒸干、凝聚条件、凝聚后的体积聚后的体积,以及沉淀过滤时的,以及沉淀过滤时的洗涤方法洗涤方法等操作,滤等操作,滤液中残留的二氧化硅和二氧化硅沉淀中存留的杂质均液中残留的二氧化硅和二氧化硅沉淀中存留的杂质均可低于可低于2mg,在一般例行分析中,对沉淀和滤液中的在一般例行分析中,对沉淀和滤液中的二氧化硅不再进行校正。二氧化硅不再进行校正。 但是,在精密分析中需进行校正。但是,在精密分析中需进行校正。 另外,当试样中含氟、硼、钛、锆等元素时,将另外,当试样中含氟、硼、钛、锆等元素时,将影响分析结果,应视具体情况和质量要求做出必要的影响分析结果,应视具体情况和质量要求做出必要
29、的处理。处理。 若分析碳酸盐样品,用熔剂若分析碳酸盐样品,用熔剂KOH分解白云石、分解白云石、菱镁矿时,温度菱镁矿时,温度不能超过不能超过500,以防止镁的损失,以防止镁的损失。 对于对于 CaCO3含量大于含量大于95的石灰石样品,可以的石灰石样品,可以先将样品灼烧,然后用盐酸分解,动物胶凝聚。先将样品灼烧,然后用盐酸分解,动物胶凝聚。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 在分析磷灰石时,在分析磷灰石时,由于其中氟含量高而将导致由于其中氟含量高而将导致结果偏低。结果偏低。为此,必须为此,必须用三氯化铝或硼酸除去氟用三氯化铝或硼酸除去氟。三氯化铝量控制在铝比氟为三氯化铝量控制在铝比氟为(510):1
30、。 硅酸凝聚重量法测定二氧化硅,硅酸凝聚重量法测定二氧化硅,其凝聚剂其凝聚剂除动除动物胶以外还可以采用聚环氧乙烷、十六烷基三甲物胶以外还可以采用聚环氧乙烷、十六烷基三甲基溴化铵基溴化铵(CTMAB) 、聚乙烯醇等。、聚乙烯醇等。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 聚环氧乙烷聚环氧乙烷(PEO),在酸性溶液中可与溶液,在酸性溶液中可与溶液H+结合而形成带正电荷的阳离子。结合而形成带正电荷的阳离子。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 因而,它可以如动物胶那样中和硅酸胶体的负因而,它可以如动物胶那样中和硅酸胶体的负电荷而使硅酸凝聚。聚环乙烷比动物胶之凝聚效果电荷而使硅酸凝聚。聚环乙烷比动物胶之凝聚效果好,试
31、液蒸至好,试液蒸至1015 mL 即可,即可,不必蒸至湿盐状不必蒸至湿盐状;加入凝聚剂后,搅拌,放置加入凝聚剂后,搅拌,放置35 min即可过滤,不即可过滤,不必加热保温和较长时间的搅拌;酸度范围广,凝聚必加热保温和较长时间的搅拌;酸度范围广,凝聚时盐酸浓度为时盐酸浓度为38molL1均可。均可。 该方法的该方法的回收率在回收率在99以上,以上,一般例行分析不一般例行分析不必回收滤液中二氧化硅必回收滤液中二氧化硅。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 在在精密分析中需要回收滤液中二氧化硅时,可精密分析中需要回收滤液中二氧化硅时,可不必破坏聚环氧乙烷而直接用硅钼蓝光度法进行测不必破坏聚环氧乙烷而直接用
32、硅钼蓝光度法进行测定。定。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB) 是一种长链季铵盐,在酸性介质中,它的正电是一种长链季铵盐,在酸性介质中,它的正电荷胶束荷胶束CH3(CH2)15N+ (CH3)3与负电荷硅酸胶体与负电荷硅酸胶体电性中和而使硅胶凝聚。电性中和而使硅胶凝聚。 凝聚时凝聚时酸度应控制酸度应控制大于大于8molL1的盐酸浓度,的盐酸浓度,CTMAB浓度为浓度为0.21均可,均可,并以并以0.5为佳为佳。控制试液体积为控制试液体积为10200 mL,加入,加入CTMAB约约50 mg,搅匀并温热至室温后滤出水合二氧化硅。,搅匀并温热至室温
33、后滤出水合二氧化硅。 本法二氧化硅回收率可达本法二氧化硅回收率可达99。 PEO或或CTMAB凝聚硅酸,凝聚硅酸,过滤后之过滤后之滤液均可滤液均可用于用于测定铁、铝、钛、锰、钙、镁、磷等。测定铁、铝、钛、锰、钙、镁、磷等。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (二二)滴定法滴定法 依据分离和滴定方法的不同,依据分离和滴定方法的不同,有硅钼酸喹啉法、有硅钼酸喹啉法、氟硅酸钾法及氟硅酸钡法等氟硅酸钾法及氟硅酸钡法等。其中以氟硅酸钾法应。其中以氟硅酸钾法应用最为广泛,这里重点介绍氟硅酸钾法。用最为广泛,这里重点介绍氟硅酸钾法。 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 氟硅酸钾法,确切的说是氟硅酸钾法,确切的说是氟
34、硅酸钾沉淀分离氟硅酸钾沉淀分离酸碱滴定法。酸碱滴定法。 其基本原理其基本原理:于强酸介质中,在氟化钾、氯化:于强酸介质中,在氟化钾、氯化钾的存在下,可溶性硅酸与钾的存在下,可溶性硅酸与F作用时,能定量地析作用时,能定量地析出氟硅酸钾沉淀,该沉淀在沸水中水解析出氢氟酸,出氟硅酸钾沉淀,该沉淀在沸水中水解析出氢氟酸,可用标准氢氧化钠溶液滴定,并间接计算出样品中可用标准氢氧化钠溶液滴定,并间接计算出样品中二氧化硅的含量,主要反应如下:二氧化硅的含量,主要反应如下:一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 SiO323H2F2SiF62+3H2O SiF622K+K2SiF6 K2SiF6+3H2OH2SiO3
35、+ KF+2H2F2 H2F2+2NaOH2NaF+2H2O一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 用苛性碱熔融温度较低、速度较快,含氟矿物用苛性碱熔融温度较低、速度较快,含氟矿物在熔融时硅也不致于因为温度高而呈四氟化硅挥发在熔融时硅也不致于因为温度高而呈四氟化硅挥发损失。损失。但对于含铝、钛高的样品,宜用氢氧化钾,但对于含铝、钛高的样品,宜用氢氧化钾,而不应用氢氧化钠,而不应用氢氧化钠,以防生成溶解度小的氟铝酸钠以防生成溶解度小的氟铝酸钠和氟钛酸钠而影响二氧化硅的测定。和氟钛酸钠而影响二氧化硅的测定。 氟硅酸钾沉淀的生成与氟硅酸钾沉淀的生成与介质、酸度、氟化钾用介质、酸度、氟化钾用量、氯化钾用量以及
36、沉淀时的温度、体积量、氯化钾用量以及沉淀时的温度、体积等有关。等有关。 氟硅酸钾沉淀的介质可以是盐酸、硝酸或者盐氟硅酸钾沉淀的介质可以是盐酸、硝酸或者盐酸与硝酸之混合液。酸与硝酸之混合液。 在盐酸介质中在盐酸介质中进行沉淀时,铝、钛允许量较小,进行沉淀时,铝、钛允许量较小,沉淀速度较慢,但大量铁、钙、镁共存时影响较小;沉淀速度较慢,但大量铁、钙、镁共存时影响较小;一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 在硝酸介质中在硝酸介质中沉淀,因为氟铝酸钾和氟钛酸钾沉淀,因为氟铝酸钾和氟钛酸钾的溶解度比在盐酸中大,可减少铝、钛的干扰,但的溶解度比在盐酸中大,可减少铝、钛的干扰,但当同时有当同时有Ca2+共存时有影
37、响。共存时有影响。所以,当试样中铝、所以,当试样中铝、钛、钙均较高时,以硝酸加盐酸之混合酸介质为好。钛、钙均较高时,以硝酸加盐酸之混合酸介质为好。硝酸酸度大多是在硝酸酸度大多是在3molL1HNO3介质中进行介质中进行。 酸度太低酸度太低,容易生成其他氟化物沉淀;,容易生成其他氟化物沉淀; 酸度太高酸度太高,增加氟硅酸钾的溶解度和分解作用,增加氟硅酸钾的溶解度和分解作用,使沉淀不完全。使沉淀不完全。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 钾离子和氟离子是沉淀氟硅酸钾的必要因素。钾离子和氟离子是沉淀氟硅酸钾的必要因素。过过量的钾和氟离子可抑制氟硅酸钾的离解而有助于降低量的钾和氟离子可抑制氟硅酸钾的离解而
38、有助于降低其溶解度。其溶解度。 一般来说,体系中钾离子浓度大于一般来说,体系中钾离子浓度大于0.5molL1,氟离子浓度大于氟离子浓度大于0.2molL1时可使时可使氟硅酸钾沉淀完全。氟硅酸钾沉淀完全。 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 因此,氟化钾的用量一般为因此,氟化钾的用量一般为50mL试液中加试液中加1.52.0g即可,当样品中能与即可,当样品中能与F配位的铝、钛等配位的铝、钛等高时,可酌情增加用量。高时,可酌情增加用量。 若碱熔试样、酸化制成一定体积后分取部分溶若碱熔试样、酸化制成一定体积后分取部分溶液沉淀氟硅酸钾,则需补加液沉淀氟硅酸钾,则需补加20KCl溶液溶液10mL。一、硅酸盐
39、中二氧化硅含量的测定 沉淀时溶液的温度与体积也必须注意。一般沉淀时溶液的温度与体积也必须注意。一般控制试液控制试液体积为体积为50 mL左右,温度为左右,温度为30下。下。温度温度过高或体积太大,都会增加氟硅酸钾的溶解量,过高或体积太大,都会增加氟硅酸钾的溶解量,使之沉淀不完全;但体积太小,溶液中离子浓度使之沉淀不完全;但体积太小,溶液中离子浓度过大,易生成过大,易生成其他氟化物沉淀而干扰测定其他氟化物沉淀而干扰测定。 四氟化硅的水解是吸热反应,所以四氟化硅的水解是吸热反应,所以必须在热必须在热水中进行水中进行。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 氟硅酸钾沉淀水解之后产生了硅酸和氢氟酸。氟硅酸钾沉
40、淀水解之后产生了硅酸和氢氟酸。氢氟酸之电离常数为氢氟酸之电离常数为Ka7.2104。,远比硅酸之。,远比硅酸之电离常数大。因此,用氢氧化钠滴定时,氢氟酸首电离常数大。因此,用氢氧化钠滴定时,氢氟酸首先被滴定。但是为了防止硅酸离解而被滴定,必须先被滴定。但是为了防止硅酸离解而被滴定,必须控制好滴定终点之控制好滴定终点之pH值在值在7.58.0之间。之间。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 否则否则 当当pH8.5时,将有部分硅酸被滴定。时,将有部分硅酸被滴定。 滴定用指示剂宜用滴定用指示剂宜用中性红中性红(pH6.88.0,红至红至亮黄亮黄)、酚红酚红(pH=6.88.0,黄至红,黄至红)和和0.1
41、溴百里溴百里酚蓝酚蓝0.1酚红酚红水溶液变色点水溶液变色点(pH值为值为7.5,黄至黄至紫紫)。还可采用硝嗪黄、酚红次甲基蓝、酚红。还可采用硝嗪黄、酚红次甲基蓝、酚红草酚蓝等。草酚蓝等。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 对于碳酸盐样品,则铝、钛不高,只是钙、镁对于碳酸盐样品,则铝、钛不高,只是钙、镁较高。较高。 当铝含量高、氟离子浓度大时可以生成氟铝酸当铝含量高、氟离子浓度大时可以生成氟铝酸盐沉淀,夹杂于氟硅酸钾沉淀中而影响硅的测定。盐沉淀,夹杂于氟硅酸钾沉淀中而影响硅的测定。若有干扰存在时,进行氟硅酸钾水解滴定操作过程若有干扰存在时,进行氟硅酸钾水解滴定操作过程可以观察到可以观察到如下异常现象
42、:如下异常现象: 滴定终点不稳定,不断褪色,并且溶液中出滴定终点不稳定,不断褪色,并且溶液中出现白色絮状沉淀,滴定结果显著偏高。现白色絮状沉淀,滴定结果显著偏高。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 钛的干扰主要是由于钛含量高时生成较难溶解钛的干扰主要是由于钛含量高时生成较难溶解的氟钛酸盐,或大量氟硅酸钾吸附氟钛离子所引起的氟钛酸盐,或大量氟硅酸钾吸附氟钛离子所引起的,因此,钛的干扰程度还与硅的含量有关,的,因此,钛的干扰程度还与硅的含量有关,硅含硅含量高,钛干扰显著。量高,钛干扰显著。实验表明,硅含量实验表明,硅含量低低试样,钛试样,钛量多至量多至20mg还没有明显干扰;硅量较还没有明显干扰;硅量
43、较高高试样,试样,4mg钛就有干扰。沉淀前加入过氧化氢或草酸盐,使钛钛就有干扰。沉淀前加入过氧化氢或草酸盐,使钛生成生成TiO(H2O2)2+或或TiO(C2O4)22,而不沉淀。,而不沉淀。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 氟硅酸钡法与氟硅酸钾法类似,是在强酸性氟硅酸钡法与氟硅酸钾法类似,是在强酸性溶液中,以柠檬酸掩蔽铝,加入氟化铵和氯化钡溶液中,以柠檬酸掩蔽铝,加入氟化铵和氯化钡溶液使溶液中硅呈氟硅酸钡沉淀析出,加入乙醇溶液使溶液中硅呈氟硅酸钡沉淀析出,加入乙醇可降低其溶解度,使硅沉淀更加完全。过滤后,可降低其溶解度,使硅沉淀更加完全。过滤后,以热的以热的2中性硝酸钾溶液水解氟硅酸钡后,以中
44、性硝酸钾溶液水解氟硅酸钡后,以酚红为指示剂,用氢氧化钠溶液滴定。酚红为指示剂,用氢氧化钠溶液滴定。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 该法优点在于氟硅酸钡在室温下的溶解度较氟该法优点在于氟硅酸钡在室温下的溶解度较氟硅酸钾小硅酸钾小(K2SiF6于于17.5时,溶解度为时,溶解度为0.12g1 00mL;BaSiF6于于0时为时为0.015 g100mL,于,于50时为时为0.033 g100mL),因此,在较高温度下沉淀时,因此,在较高温度下沉淀时仍可得到满意的结果。仍可得到满意的结果。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (三三)光度法光度法 硅的光度分析方法中,以硅钼杂多酸光度法的硅的光度分析方法中
45、,以硅钼杂多酸光度法的研究和应用最为广泛。研究和应用最为广泛。 硅钼杂多酸光度法的原理是硅钼杂多酸光度法的原理是: 在一定的酸度下,在一定的酸度下,硅酸与钼酸生成黄色硅钼杂硅酸与钼酸生成黄色硅钼杂多酸多酸(硅钼黄硅钼黄)H8Si(Mo2O7)6,可用于光度法测定硅。,可用于光度法测定硅。若用还原剂进一步将其还原成钼的若用还原剂进一步将其还原成钼的平均价态为平均价态为+5、6、7价的蓝色硅钼杂多酸价的蓝色硅钼杂多酸(硅钼蓝硅钼蓝),亦可用光度法亦可用光度法测定硅,测定硅,而且更灵敏、更稳定。而且更灵敏、更稳定。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅酸与钼酸的反应如下。硅酸与钼酸的反应如下。 H4Si
46、O4+12H2MoO4H8Si(Mo2O7)6+10H2O 产物呈产物呈柠檬黄色柠檬黄色,最大吸收波长为,最大吸收波长为350355 nm,摩尔吸光系数约为,摩尔吸光系数约为103,此法为,此法为硅钼黄光度法。硅钼黄光度法。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅钼黄可在一定酸度下,被硅钼黄可在一定酸度下,被硫酸亚铁、氯化亚硫酸亚铁、氯化亚锡、抗坏血酸等还原剂所还原,锡、抗坏血酸等还原剂所还原,还原反应为还原反应为(略略) 产物呈蓝色,产物呈蓝色,最大吸收波长为最大吸收波长为810nm,摩尔吸,摩尔吸光系数为光系数为2.45104。 为了便于在可见光度计上进行测定,常在为了便于在可见光度计上进行测定
47、,常在650nm波长测定,这时摩尔吸光系数为波长测定,这时摩尔吸光系数为8.3103。此。此法法为硅钼蓝光度法。为硅钼蓝光度法。 该波长下该波长下虽然灵敏度稍低,但恰好更便于较高虽然灵敏度稍低,但恰好更便于较高含量硅的测定。含量硅的测定。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 单硅酸的获得与显色条件的控制单硅酸的获得与显色条件的控制是本法之关键。是本法之关键。 1正硅酸溶液的制备正硅酸溶液的制备 硅酸在酸性溶液中能逐渐地聚合,形成双分子硅酸在酸性溶液中能逐渐地聚合,形成双分子聚合物、三分子聚合物聚合物、三分子聚合物等多种聚合状态。高聚等多种聚合状态。高聚合状态的硅酸合状态的硅酸不能与钼酸盐形成不能与钼
48、酸盐形成黄色硅钼杂多酸,黄色硅钼杂多酸,仅单分子正硅酸能与仅单分子正硅酸能与钼酸盐生成黄色硅钼杂多酸。钼酸盐生成黄色硅钼杂多酸。 正硅酸的获得是光度法测定二氧化硅的主要关正硅酸的获得是光度法测定二氧化硅的主要关键键之一之一。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅酸的聚合程度与硅酸的浓度、溶液的酸度、硅酸的聚合程度与硅酸的浓度、溶液的酸度、温度及煮沸和放置的时间有关。硅酸的浓度愈高、温度及煮沸和放置的时间有关。硅酸的浓度愈高、溶液酸度愈大,加热煮沸和放置时间愈长,则硅酸溶液酸度愈大,加热煮沸和放置时间愈长,则硅酸的聚合现象愈严重。的聚合现象愈严重。 如果控制二氧化硅浓度在如果控制二氧化硅浓度在0.7
49、mgmL以下,溶以下,溶液酸度不大于液酸度不大于0.7moLL1,则放置,则放置8d,也无硅酸聚也无硅酸聚合现象。合现象。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 为防止硅酸的聚合,如下方法:为防止硅酸的聚合,如下方法: 返酸化法:返酸化法:将碱熔后的水浸出液,不用浓酸去将碱熔后的水浸出液,不用浓酸去酸化,而是将碱性溶液迅速倒入酸化,而是将碱性溶液迅速倒入1+1或更稀的盐酸或更稀的盐酸溶液中,使溶液溶液中,使溶液迅速越过最容易发生聚合作用的迅速越过最容易发生聚合作用的pH37的范围,达到的范围,达到pH0.52.0之间。之间。 氟化物解聚法:氟化物解聚法:在酸性溶液中加入氟化物,使在酸性溶液中加入氟化物
50、,使硅酸转变成硅酸转变成H2SiF6状态而解聚。然后加人铝盐和钼状态而解聚。然后加人铝盐和钼酸铵,由于酸铵,由于A13+与与F生成配离子,解离出来的生成配离子,解离出来的SiO44和钼酸铵反应生成硅钼杂多酸。和钼酸铵反应生成硅钼杂多酸。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 2. 显色条件的控制显色条件的控制 正硅酸与钼酸铵生成黄色硅钼杂多酸有两种形正硅酸与钼酸铵生成黄色硅钼杂多酸有两种形态:态:硅钼酸和硅钼酸和硅钼酸。硅钼酸。这两种不同形态的硅这两种不同形态的硅钼酸钼酸组成相同,结构不同组成相同,结构不同,稳定性和吸光度也不同。,稳定性和吸光度也不同。而且它们而且它们被还原后形成的硅钼蓝的吸光度和稳
51、定性被还原后形成的硅钼蓝的吸光度和稳定性也不相同也不相同,硅钼酸黄色可稳定数小时,其最大吸硅钼酸黄色可稳定数小时,其最大吸收在收在350355 nm处,摩尔吸光系数约为处,摩尔吸光系数约为103,可用,可用于硅的测定,于硅的测定,其结果可与重量法媲美。其结果可与重量法媲美。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅钼酸和硅钼酸和硅钼酸被还原所得产物不同,硅钼酸被还原所得产物不同, 硅钼酸被还原后所得产物呈绿蓝色,硅钼酸被还原后所得产物呈绿蓝色,max742nm,不稳定而很少用;,不稳定而很少用; 硅钼酸被还原后的产物呈深蓝色,硅钼酸被还原后的产物呈深蓝色,max810nm,颜色可稳定,颜色可稳定8 h
52、以上,分析上广泛应用。以上,分析上广泛应用。硅硅钼杂多酸的不同形态的存在量与溶液的钼杂多酸的不同形态的存在量与溶液的酸度、温度、酸度、温度、放置时间及稳定剂放置时间及稳定剂的加人等因素有关。的加人等因素有关。 酸度酸度对生成黄色硅钼酸的形态对生成黄色硅钼酸的形态影响最大影响最大。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 pH1.83.8时,时,和和硅钼酸均有。硅钼酸均有。实际实际工作中,工作中,若用硅钼黄若用硅钼黄(宜用宜用硅钼酸硅钼酸)来测定硅,可来测定硅,可控制在控制在pH3.03.8;若用硅钼蓝光度法测硅,若用硅钼蓝光度法测硅,宜宜控制生成硅钼蓝控制生成硅钼蓝(硅钼
53、酸硅钼酸)之酸度之酸度pH1.01.8(以以pH1.31.5为最好为最好)。 当溶液酸度在当溶液酸度在pH1.0时,形成时,形成硅钼酸,硅钼酸,并且反并且反应迅速,但是不稳定,很容易转变为应迅速,但是不稳定,很容易转变为硅钼酸;硅钼酸; 当当pH在在3.84.8时,主要生成时,主要生成硅钼酸,且较稳硅钼酸,且较稳定;定; 将将硅钼酸还原为硅钼蓝的酸度宜控制在硅钼酸还原为硅钼蓝的酸度宜控制在0.81.35molL1 ,酸度过低,磷和砷的干扰亦大,酸度过低,磷和砷的干扰亦大,同时可能有部分钼酸盐被还原。近年有人实验证明,同时可能有部分钼酸盐被还原。近年有人实验证明,若以赤霉素葡萄糖氯化亚锡为还原剂
54、,在若以赤霉素葡萄糖氯化亚锡为还原剂,在0.2molL1 HN03介质中还原,生成硅钼杂多蓝介质中还原,生成硅钼杂多蓝max801nm,1.28104,还原速度快,稳定性较,还原速度快,稳定性较好。好。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅钼黄显色温度以室温硅钼黄显色温度以室温(20)左右为宜。左右为宜。 低于低于15时,需放置时,需放置2030min;1525时,时,需放置需放置510 min;高于;高于25时,放置时,放置35 min即可。即可。温度对硅钼蓝显色影响较小,但温度低时反应较慢,温度对硅钼蓝显色影响较小,但温度低时反应较慢,一般加入还原剂后,须放置一般加入还原剂后,须放置5 min
55、测定吸光度。测定吸光度。 在溶液中在溶液中加入甲醇、乙醇、丙醇、丙酮等有机加入甲醇、乙醇、丙醇、丙酮等有机溶剂,可以提高溶剂,可以提高硅钼酸的稳定性,硅钼酸的稳定性,丙酮还能增强丙酮还能增强它的吸光度,从而改善硅钼蓝光度法测定硅的显色它的吸光度,从而改善硅钼蓝光度法测定硅的显色效果。效果。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 硅钼杂多酸根阴离子能与罗丹明硅钼杂多酸根阴离子能与罗丹明B类等染料的类等染料的阳离子,借静电引力而缔合,生成体积庞大的离阳离子,借静电引力而缔合,生成体积庞大的离子缔合物,可用光度法测定。子缔合物,可用光度法测定。此类方法灵敏度高,此类方法灵敏度高,选择性、萃取性及稳定性均好,
56、适宜痕量硅的测选择性、萃取性及稳定性均好,适宜痕量硅的测定,定,不适用不适用硅酸盐岩石样品分析,硅酸盐岩石样品分析,但适宜许多工但适宜许多工业原料和工业产品中痕量硅的测定。业原料和工业产品中痕量硅的测定。 硅钼杂多酸与罗丹明硅钼杂多酸与罗丹明B反应,生成组成为反应,生成组成为(C2H3ON2O3)2SiMo12O4的缔合物,的缔合物,max555 nm,5105,属高灵敏度光度法。,属高灵敏度光度法。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 3干扰元素及其消除干扰元素及其消除 PO43和和AsO43与钼酸铵作用形成同样的黄色与钼酸铵作用形成同样的黄色杂多酸,还原后也同样生成蓝色杂多酸。杂多酸,还原后也同
57、样生成蓝色杂多酸。增大还原增大还原时的酸度,可以抑制磷钼酸和砷钼酸的还原,而且时的酸度,可以抑制磷钼酸和砷钼酸的还原,而且有利于硅钼酸还原。因此,硅钼蓝光度法采用较大有利于硅钼酸还原。因此,硅钼蓝光度法采用较大的还原酸度。但是它们含量太高时仍将有一定影响。的还原酸度。但是它们含量太高时仍将有一定影响。故本法不适宜作磷酸盐样品中硅的测定。故本法不适宜作磷酸盐样品中硅的测定。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 实验表明,实验表明,mg级的铀、钍、铁、钒、钨、稀级的铀、钍、铁、钒、钨、稀土元素、铜、钴、铅等对结果均无影响。但是土元素、铜、钴、铅等对结果均无影响。但是大量大量Fe3+存在会降低存在会降低F
58、e2+离子的还原能力,使硅钼黄还离子的还原能力,使硅钼黄还原不完全。这时可加入草酸使原不完全。这时可加入草酸使Fe3+生成生成Fe(C2O4)33配离子来消除。配离子来消除。 然而必须注意,加入草酸然而必须注意,加入草酸1min后,应立即加后,应立即加入还原剂,以防硅钼黄被草酸所分解而影响结果。入还原剂,以防硅钼黄被草酸所分解而影响结果。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 若用若用银坩埚熔融分解试样银坩埚熔融分解试样,会带下一定量的,会带下一定量的银,银,银量高时,胶态银会还原游离的钼酸而影响银量高时,胶态银会还原游离的钼酸而影响测定。测定。可在加入钼酸铵后,滴加少量高锰酸钾溶可在加入钼酸铵后,滴
59、加少量高锰酸钾溶液至呈微红色,以消除其影响。大量液至呈微红色,以消除其影响。大量C1使硅钼使硅钼蓝颜色加深,大量蓝颜色加深,大量NO3使硅钼蓝颜色深度降低。使硅钼蓝颜色深度降低。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 (四四)原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 试样以锂盐熔融分解后制备成硝酸溶液,试样以锂盐熔融分解后制备成硝酸溶液,加入加入酒石酸以抑制铝、钛、钙、镁等元素的干扰,以镧酒石酸以抑制铝、钛、钙、镁等元素的干扰,以镧盐抑制硅的电离,盐抑制硅的电离,选择选择251.6nm、250.7nm、251.4nm、288.2 nm波长的锐线测定,其灵敏度波长的锐线测定,其灵敏度g(m11吸收吸收率率)
60、1,下同,下同分别为分别为2.0gmL、10.0gmL、10.0gmL和和50.0gmLSiO2。大量大量PO43有负干有负干扰,不能直接测定磷酸盐中二氧化硅。扰,不能直接测定磷酸盐中二氧化硅。一、硅酸盐中二氧化硅含量的测定 铝的测定方法很多,有重量法、滴定法、光度铝的测定方法很多,有重量法、滴定法、光度法、原子吸收分光光度法等离子体发射光谱法、微法、原子吸收分光光度法等离子体发射光谱法、微波等离子体发射光谱法、波等离子体发射光谱法、X射线荧光分析法、交射线荧光分析法、交流示波极谱法等。流示波极谱法等。 重量法由于手续较繁琐,现在已很少采用。重量法由于手续较繁琐,现在已很少采用。 滴定法中滴定
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