浅谈如何准确获得玻璃球中二氧化硅的测定结果

1、 浅谈如何准确获得玻璃球中二氧化硅的测定结果摘要：针对玻璃球中二氧化硅测定出现结果偏低、空白值偏高的问题，分析其原因，并提出解决方法。关键词：玻璃球 二氧化硅 准确测值0 引言玻璃球的主要成分是二氧化硅，它是控制玻璃球生产工艺的关键指标之一，二氧化硅测值的准确与否直接影响玻璃球的质量。由于在测定过程中经常出现二氧化硅结果偏低而空白值偏高，不能正确指导生产。因此对原方法进行改进，并做了大量的实验，获得了准确测值。1 测定原理氟硅酸钾容量法测定二氧化硅，是根据可溶性硅酸在硝酸溶液中与过量的钾离子、氟离子作用，定量地生成氟硅酸钾沉淀，沉淀在热水中水解，生成氢氟酸，用氢氧化钠标准溶液滴定。求得二氧化硅

2、的含量。反应如下：sio2+2koh=k2sio3+h2ok2sio3+2hno3?圹h2sio3+2kno3sio32-6f-+6h+?圹sif62-+3h2osif62-+2k+?圹k2sif6k2sif6+3h2o?圹2kf+h2sio3+4hfhf+naoh?圹naf+h2o所需试剂：氢氧化钾：固体氯化钾：固体邻苯二甲酸氢钾：固体乙醇：95%硝酸：1+1硝酸：密度1.42g/ml氯化钾水溶液：50g/l氯化钾乙醇溶液：50g/l氢氧化钠标准溶液：c=0.15mol/l酚酞指示剂乙醇溶液：10g/l2 误差分析由于玻璃球中二氧化硅测定结果经常偏低，而空白值偏高，无法获得准确测值，不能正确

3、指导生产。经过分析这很可能是由系统误差造成的，因此在以下几方面找原因：2.1 仪器误差对滴定管进行了校正，在误差范围内，因此可以排除仪器误差。2.2 试剂误差试剂不纯和蒸馏水中含有微量杂质引起，样品熔融时发现熔融物向坩埚外爬，引起溅失，因此不能排除试剂误差。2.3 操作误差由于氢氧化钠滴定氢氟酸是强碱滴定弱酸，用1%酚酞指示剂乙醇溶液，颜色由无色变为微红色，变色敏锐，终点明显，易于辨别，不会引起误差，因此可以排除操作误差。2.4 方法误差用国家标准gb/t15492008与原方法进行对比，发现药品配制、中和残余酸与原方法不同，因此不能排除方法误差。3 解决问题根据以上几点，分析其原因，然后从试

4、样处理、药品配制、中和残余酸几点入手，结合测定时影响因素来解决问题。3.1 式样处理3.1.1 试样处理不完全、飞溅、损失也是引起结果偏低的一大因素。试样在坩埚中未完全熔融或熔融时溅失，这是由于在熔融过程中温度掌握不好，没有及时摇动坩埚，使试样在坩埚底部结块，粘埚底。因此要在氢氧化钾刚开始熔融时就经常摇动坩埚，以免粘埚底、结块。由于以前熔融试样时所用的熔剂为分析纯氢氧化钾（片剂），因含水多且不纯，熔样时熔融物向坩埚外爬，引起溅失。改用优级纯氢氧化钾（颗粒状），并将熔剂加入量控制在试样20倍左右，有效的控制了熔样过程中引起的飞溅、损失。3.1.2 转移熔融物时损失或坩埚中仍留有少量熔融物。将熔融

5、物加少量热水溶解后，用塑料棒将坩埚内壁、埚底试样搅拌均匀，一次加入塑料杯中，然后将坩埚倾斜，缓慢转动，同时用水和硝酸（1+1）少量多次地冲洗入塑料杯中，小心、细致地将坩埚洗净，以免试样转移损失。3.2 溶液配制对比：原测硅方法中配制15%氟化钾溶液：直接称取15g氟化钾溶于100ml水中；而新标准gb/t15492008规定15%氟化钾溶液配制为：称取15g氟化钾置于塑料杯中，加入80ml水和20ml硝酸(2.f)，使其溶解，加氯化钾至饱和，放置过夜，过滤到塑料杯中备用。（沉淀、过滤sio2，减小空白，现已更正)。原方法中氢氧化钠标准溶液（c=0.15mol/l）配制：直接称取30g氢氧化钠，

6、置于5l试剂瓶中，加水溶解后，稀释至5l，摇匀待标定；而新标准gb/t15492008氢氧化钠（c=0.15mol/l)标准溶液的配制：称取30g氢氧化钠置于500ml塑料杯，加200300ml水溶解，移入5l塑料瓶中，用水稀释至5l，加入2.53g氯化钡，摇匀，放置数小时后再加入23g硫酸钠，摇匀，瓶盖装上钠石灰管，静置过夜，待标定。现已更正。3.3 操作过程中，中和残余酸也是测定二氧化硅的关键步骤：以前方法中用20%氢氧化钾中和残余酸，由于用碱过量，用酸中和速度慢，难中和且时间过长，有时需20多分钟，引起部分氟硅酸钾水解，使分析结果偏低，现在直接用新标准规定的0.15mol/l的氢氧化钠中

7、和残余酸，不但快速，结果也较稳定。通过以上几方面的更正，重新做实验与原方法进行比较。3.4 分析步骤称取0.1g试样，精确至0.0001g，于银（镍）坩埚中加入2g氢氧化钾（优级纯），盖上坩埚盖并稍留缝隙，置低温电炉上熔融，经常摇动坩埚，在600650继续熔融1520分钟。（或者在煤气灯上熔至暗红色，并不断摇动，保持35分钟），旋转坩埚，使熔融物均匀地附着在坩埚内壁，冷却，用热水浸取熔融物于300ml塑料杯中，盖上表面皿，一次加入15ml硝酸（2.f），再用少量稀硝酸（1：1）和水洗净坩埚及盖，控制体积在60ml左右，冷却至室温，在搅拌下加入固体氯化钾至过饱和（过饱和量控制在0.51.0g），

8、在搅拌的同时滴加入15%氟化钾溶液10ml，在低温下放置710分钟，使溶液沉淀，用塑料漏斗或涂蜡的玻璃漏斗及快速定性滤纸过滤，用5%氯化钾水溶液洗涤塑料杯23次，再洗涤滤纸及沉淀1次。将滤纸及沉淀放回到原塑料杯中，沿杯壁加5%氯化钾乙醇溶液10ml及1ml（1%）酚酞指示剂乙醇溶液，用0.15mol/l氢氧化钠标准溶液中和未洗净的残余酸，仔细搅拌滤纸，并擦洗杯壁，直至试剂呈微红色不消失，加入200250ml中和过的沸水，立即以0.15mol/l氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为终点。同时作空白实验。结果计算二氧化硅(sio2)的质量分数w（sio2）,数值以%，按公式(1)计算w(sio2)=（1

9、）式中：c氢氧化钠标准溶液的标定浓度单位为（mol/l）v减去空白实验后的滴定用氢氧化钠标准溶液体积（ml）m试样的质量单位为克（g)15.021/4二氧化硅的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol）精密度：重复性限为：0.25%再现性限为：0.30%从表1、表2的测定结果比较可看出，通过对药品配制标准化；试样处理中选择纯度更高的溶剂；中和残余酸时选用标准中规定的浓度，有效地降低了空白值，使sio2测定结果增加了（0.9-1.0）%。且分析结果在标样的误差范围内，消除了系统误差，说明结合新标准分析结果是可靠的。4 结语试样处理应在实际操作中多总结经验，将损失减小到最低。当方法与国家标准有差异时，要以国家标准为准。在测定二氧化硅过程中，掌握好各个测定条件，以获得准确的测值。当测定值与真实值有