工业分析技术专业《钢铁中硅的测定—硅钼酸盐分光光度法教案》

相关知识
依据国家标准GB/ 酸溶硅和全硅含量的测定复原型硅钼酸盐分光光度法
知识点二：钢铁中硅的测定方法
目前钢铁中硅的测定方法很多，主要有重量法，滴定法，光度法等。

重量法是最经典的测定方法，具有准确、适用范围广等特点。

光度法具有简单、快速、准确等特点，是目前实际应用最广泛的方法。

其中应用最多的是硅钼蓝光度法。

（一）重量法
氢氟酸挥发称量法：试样在铂坩埚中经灼烧恒重后，加HFH2SO4〔或〕硝酸处理后，再灼烧至恒重计算SiO2的含量。

此法只适于较纯的石英中SiO2的测定。

硅酸脱水灼烧称量法：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颗粒析出，灼烧称重。

常用盐酸和动物胶。

（二）容量法
SiO32-6F-6H SiF62-3H2O
SiF62-2K K2SiF6
K2SiF63H2O 2KF H2SiO3 4HF
HF NaOH NaF H2O
SiO2~ 4HF ~ 4NaOH
（三）光度法
（四）原子吸收分光光度法
测定方法的类型
根据含量的不同选择适当的方法
❖常量法SiO2重量法
K2SiF6容量法
❖微量法硅钼蓝分光光度法
下面主要介绍复原型硅钼酸盐光度法测定钢铁中硅含量。

方法原理
试样用稀酸溶解后，使硅转化为可溶性硅酸，加高锰酸钾氧化碳化物，再加亚硝酸钠复原过量的高锰酸钾，在弱酸性溶液中，参加钼酸，使其与H4SiO4反响生成氧化型的黄色硅钼杂多酸硅钼黄，在草酸的作用下，用硫酸亚铁铵将其复原为硅钼蓝，于波长约810nm处测量吸光度。

本法适用于铁、碳钢、低合金钢中%～%酸溶硅含量的测
定。

反响方程式是如下：
3FeSil6HNO3 = 3FeNO333H4SiO47NO↑2H2O
FeSiH2SO44H2O = FeSO4H4SiO43H2↑
H4SiO412H2MoO4 = H810H2O
(M o2O7)5
H8[Si(Mo2O7)6]+4FeSO4+2H2SO4H8S i
+2Fe2(SO4)3+2H2O
Mo2O5
测定条件
1创造条件生成β型硅钼杂多酸〔硅钼黄〕
硅钼黄有两种形态：
1〕α硅钼杂多酸〔α硅钼黄〕
在较低酸度即较高～的室温中生成很稳定,复原为蓝绿
色
2〕β硅钼杂多酸
在较高酸度即较低
a 蓝绿色635，750 nm 蓝色810nm
ε硅钼蓝×104 灵敏度较低×104 灵敏度较高
稳定性较稳定不稳定
被复原为硅钼蓝α不易β易
注：β型不稳定较易复原成型，其转变速度随温度升高，酸度降低〔波长处二者硅钼蓝吸光度相等，在72型分光光度计上，采用650～700nm波长范围测定。

实际应用是创造条件得β型硅钼黄的原因？
虽然β型不稳定，生成的酸度又比拟严格
但是：
1 因为它在较高酸度下形成，此时铁等许多金属离子不易水解，共存离子干扰少
2 β型硅钼黄比型硅钼黄易被复原成硅钼蓝
3 β型硅钼黄的复原产物硅钼蓝的灵敏度高于 型复原产物的灵敏度
尽量减少β型→α型转化的措施
控制β型的配合时间及配合温度
2温度影响硅钼黄的反响速度
≤20℃10min ；30℃2min
100℃30s←水浴加热30s，
注意：
我们做实验时采取常温下放置15min。

但加热生成硅钼黄后，必须及时冷却，并进行下步的复原处理，否那么在高温下，时间过长，甚至硅钼黄也可能分解，可能有α硅钼黄形成〔冷却方法——流水冷却〕
, As的干扰
酸度是生成硅钼黄或硅钼蓝及排除2C2C2C2C2C2C2C
L〕ρ〔μg/mL〕 A 0
1
2
3
4
5
6
2 含量的测定
平行测定次数 1 2 3
A
A校正
查得的浓度μg/mL
原始试液浓度μg/mL
一、质检员准备测定用仪器、试剂
二、质检员根据设计的检测步骤完成测定任务，记录测定数据
三、计算测定结果，并进行结果分析
检查评价
☞提交实训数据记录表，展示，学生对实训结果互评。

☞教师点评。

对工作任务完成情况进行考核评价。

☞教师总结实训过程中出现的问题、解答学生问题。

☞任务引领下的问题讨论理论拓展
查一查钢铁中硅的测定除了以上方法外，还有那些方法？
1 测Si时，为什么要控制条件形成β型硅钼黄？用什么消除2CnO4及NaNO2在溶样中的作用？
7 硅钼黄的反响速度与温度关系？或温度如何影响硅钼黄的反响速度？
8 预习722或72021分光光度计的使用
9 FeSO4作用？
开放性训练：利用开放实验室，训练实训中的操作技能。