定量分析硅酸盐是的二氧化硅的的方法

定量分析硅酸盐是的二氧化硅的的方法
定量分析硅酸盐中的SiO2的方法
一、试样的分解
当我们拿到一份硅酸盐试样时，首先要对其进行分解。

对SiO2在硅酸盐中的分解要根据其含量的高低的不同，可采用碱熔法和酸溶法分解试样。

若试样中金属氧化物的含量高（碱性强），则宜用酸分解；若就试样中的SiO2的含量高，而金属氧化物的含量低，则采用碱熔法分解试样，常用Na2CO3或Na2CO3+K2CO3作溶剂。

试样完全分解后用热水浸取熔块，加盐酸酸化后，制备成一定体积的溶液。

一、SiO2的测定
测定SiO2的方法用重量法和硅氟酸钾容量法。

前者准确度高，但太费时间；后者准确度稍差，但测定速度快。

下面来分别说明。

（一）重量法
重量法测定SiO2基于在酸性溶液中析出硅酸沉淀。

方法一：加入电解质法首先将试样与数倍的固体NH4Cl混匀，再用HCl水浴加热分解。

NH4Cl易水解，在加热的情况下，能促进硅酸的水溶胶脱水凝聚。

因此在含有大量NH4Cl 电解质存在下析出硅酸，有利于硅酸的的凝聚，沉淀完全。

这样析出的硅酸含水量少，结构紧密，吸附现象也较少。

试样分解完全后，加适量的水溶解可溶性盐类。

由于含水硅酸的组成不固定，故沉淀经过滤、洗涤、烘干后，还需经950~1000℃高温灼烧，使其完全脱水成固定成分SiO2：
SiO2°X H2O→SiO2＋XH2O↑
由于胶状硅酸沉淀吸附杂质，灼烧所得SiO2中含有少量的Al2O3和Fe2O3等，致使SiO2含量偏高若准确度要求较高，必须作校正。

为此，可用HF-H2SO4处理灼烧称量后的SiO2, 使SiO2以SiF4形式逸去。

所得残渣经灼烧称量后的SiO2，纯SiO2质量。

残渣用K2S2O7熔融，水浸取后与前滤液合并，供测其他组分之用。

方法二：通常，在用HCl酸化碱熔试样时，溶液中便析出含有大
量水分子的无定形硅酸沉淀，但沉淀很不完全。

为了使硅酸沉淀较完全，可采用两次脱水法或动物胶凝法。

两次脱水法是将试样的盐酸溶液在水浴上蒸发至干，于105～110℃焙烤１h，使无定形硅酸脱水，以降低其溶解度。

但是，硅酸经一次脱水处理后，仍有部分以溶胶形式存在。

因此，在溶解可溶性盐类时，会有部分的硅酸残留于溶液中。

为此，将第一次脱水处理后滤液和洗液合并，再加入浓盐酸，按第一次脱水方法同样操作，进行第二次脱水，然后，溶解可溶性盐类，过滤、洗涤。

将两次沉淀合并，灼烧至恒重，计算SiO２的含量。

硅酸焙烤脱水时，温度不能过低，时间不能过短，或者脱水不完全，但温度不能过高，时间也不能过长，否则硅酸有可能转化为能为酸分解的硅酸盐。

动物胶凝聚法是将试样的HCl溶液在水浴上蒸发至砂糖状，即一般所说的“湿盐”状态，冷却至60~80℃，加入HCl和动物胶，充分搅拌，并在60~70℃保温10min，使硅酸凝聚。

溶解可溶性盐类后，过滤、洗涤、将沉淀烧至恒重，计算SiO2的含量。

动物胶凝聚硅酸的完全程度与HCl的浓度、凝聚时的温度和动物胶的用量有关。

在８mol/l以上的HCl溶液中，硅酸主要以γ—硅酸形式存在，这是一种比较容易凝聚的胶体。

温度宜控制在
60~70℃，否则硅酸凝聚不完全。

动物胶的用量以25~100mg为宜，否则，将引起胶溶现象，或使过滤困难。

若条件控制适当，溶液中残留的硅酸一般小于2mg。

若要求比较精确的测定结果，可用吸光光度法测定滤液中的二氧化硅含量，再将此结果与重量法结果相加。

应该指出，无论是采用两次脱水法还是动物胶凝聚法，所得的沉淀夹有Ａl3+、Ｔi4+和Fe3+等的氧化物，即得到的不是纯的SiO2.如杂质含量很低，一般可不必校正。

但若要精确分析结果，则应将灼烧后的沉淀用HF-H２SO４处理，再将残渣灼烧称量，从不纯的SiO2量中扣除残渣量，灼烧后的残渣，用K２S２O７熔融，用水浸取，浸取液与滤液合并，供其它项目测定用。

试样中Ｆ的含量大于0.3％时，将SiO２的测定结果偏低，因为在蒸发时，部分硅酸将以SiF４形式逸出。

为此，在碱熔融法分解试样后
浸取溶块时，加入适量硼酸，再加盐酸蒸发，此时Ｆ—将以BF３的形式挥发除去，从而，防止硅挥发损失。

（二）硅氟酸钾容量法
生产过程中的控制分析常采用酸碱滴定法进行测定，结果的准确度也能满足一般要求。

试样用碱熔融后将SiO2转化为可溶性的硅酸盐，然后使其在过量KF和KCl（降低沉淀的溶解度）存在的强酸溶液中生成难溶的氟硅酸钾：
K2SiO3+6F-+6H+=K2SiF6↓+3H2O
沉淀经过滤和洗涤后，用酚酞作指示剂中和其吸附的游离酸，然后加入沸水使其水解：K2SiF6+3H2O=2KF+H2SiO3+4HF 生成的HF用碱标准溶液滴定之。

由上述反应可知，有关物质之间的计量关系为SiO2≈4HF≈4NaOH, 据此可求出试样中SiO2的含量。

由于有HF存在，故实验须在塑料器皿中进行。

三、小结比较
通过以上方法的学习，我们对以上四种方法进行讨论：
首先，第一种方法应用了电解质使胶体凝聚的方法，使硅酸胶体从溶液中分离出来。

这样虽然可以很容易得到称量形式，但此种方法所得的沉淀易产生共沉淀现象，虽然用HF溶液溶解使SiO2以SiF4形式得到校正，但胶体会使HF反应不充分，致使测量值偏高。

此处这种方法需用较高温度，故这方法不够科学。

其次，第二三种方法，两次脱水法的准确度较高，动物胶凝聚法的速度较快。

相比第一种方法，这两种方法更为简单，温度不需太高，60－110℃即可。

SiO2的含量可以通过这两种方法准确测定，但方法繁琐费时。

最后，即硅氟酸钾容量法，此法，是四种方法中最为简单的一种。

但是这种方法的准确度稍比上两种差，但测定快。

所以，我们在做分析实验时要考虑多种方法，选择最为适宜的方法。

如上测定，如果不要求准确度太高，我们可以选择硅氟酸钾容量法，这样比较快。

如果要求准确度高，则我们可选择两次脱水法。

至
于第一种方法，是我们改进实验的基础。