钼蓝光度法测定硅铁中硅

文章编号:1000-7571(2005)02-0091-02

钼蓝光度法测定硅铁中硅

高　华,贺晓东

(中铝山西分公司技术开发部,山西河津　043304)

中图分类号:O657132 文献标识码:B

收稿日期:2003-12-16

利用强酸强热以促使原硅酸脱水凝聚,是测定高含量硅的主要方法。硅铁中的二氧化硅的质量分数达到70%以上,常规方法采用氢氟酸重量法,即用硝酸-氢氟酸分解试样,硅呈四氟化硅挥发除去,根据挥发失量计算硅含量[1-5],该方法准确度高,但操作过程繁杂、费时。本文采用测定二氧化硅常规方法———钼蓝光度法,在测定样品时,减少称样量,用差示光度法进行比色。方法简单、准确,测定结果与重量法相符,且大大缩短了分析时间。

1　实验部分

111　主要仪器和试剂

λ6紫外可见分光光度计(美国PE 公司)。钼酸铵溶液:100g/L ;草酸溶液:40g/L ;硫酸亚铁铵溶液:30g/L ,称取30g 硫酸亚铁铵于500mL 烧杯中,加150mL 水,缓缓加入150mL

硫酸(1+1),搅拌使其溶解,冷却后移入1L 容量

瓶中(此溶液不宜久放,最好不要超过10天,如浑浊过滤后使用)。

硅标准溶液:015mg/L ,准确称取015000g 二氧化硅(高纯)于铂坩埚中,加5g 无水碳酸钠,搅拌均匀,再复盖1g ,置于1000℃高温炉中,熔融5～10min ,取出冷却,置于聚四氟乙烯烧杯中加水溶解后,移入1L 容量瓶中定容,贮存于塑料瓶中备用。用时稀释成0105mg/L 。112　实验方法

称取010500g 试样于已熔融的3g 氢氧化钠银坩埚中,加入015g 过氧化钠,在700℃熔融15min 。取出,趁热将熔融物摇匀,用水浸取,洗

入盛有40mL 盐酸(1+1)及80mL 沸水的250

mL 容量瓶中,冷却至室温,用水定容,备用。

移取5mL 该试液于100mL 容量瓶中,加40

mL 盐酸(1+99),摇匀;加5mL 钼酸溶液,摇匀;放置15min ,加入10mL 草酸溶液,立即加入10mL 硫酸亚铁铵溶液,以水定容,混匀。用015cm

比色皿,于700nm 处,以已知的比分析组分稍稀的硅标准溶液作参比,测量吸光度。113　工作曲线的绘制

移取不同量的硅标准溶液于100mL 容量瓶中,按分析方法显色,测量吸光度,绘制工作曲线。

2　结果与讨论

211　溶液酸度

制备溶液的酸度应满足两个条件,一是无氢氧化物沉淀;二是防止硅酸凝聚。所以碱熔后用水浸取,并倒入大体积(120～150mL )的稀盐酸中,立即振荡,盐酸浓度控制为015～115mol/L ,溶液中二氧化硅的浓度小于017mol/L 就不会产生硅酸聚合现象。212　显色条件

生成硅钼杂多酸的酸度范围为0103～018mol/L 盐酸,室温发色以011～0125mol/L 为最适

宜。故加入40mL 盐酸(1+99)。显色剂的加入量在4～6mL 吸光度稳定,试验选用5mL 。213　稳定性

浓度较高的硅酸溶液是不稳定的,随着放置时间的增长,硅酸会凝聚而从溶液中析出。所以制备好的分析样品溶液,应立即发色,不可放置时间太长,以防硅酸聚合使结果偏低。214　显色温度

硅钼黄的生成速度及稳定性与温度有关,因

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此发色时间要随室温不同而确定。提高温度可以增大显色的酸度范围和加快显色速度,但加热会降低硅钼杂多酸的稳定性,使硅的测定结果偏低或无法测定。

215　还原剂的选择

常用的还原剂有二氯化锡、抗坏血酸、硫酸亚铁铵等。由于二氯化锡还原能力比较强,容易将游离钼酸还原,且本身又容易被氧化,因此多采用后两种。当采用硫酸亚铁铵时,溶液中的Fe3+的存在会影响Fe2+的还原能力,加入草酸与Fe3+络合,以提高亚铁离子的还原能力,且草酸还能消除砷、磷等元素的干扰。

216　共存离子影响

硅铁中主要的共存元素铁、铝、钙、锰和铬均不影响测定。

3　样品分析

按本法对外检硅铁样品进行测定,结果见表1。

4　结论

由于采用λ6紫外可见分光光度计进行比色测定,用稍稀的高浓度溶液能够顺利地调100%

表1　样品中硅的分析结果

T able1　Determination results of silicon in samples

n=6,w/%

样号

Sample No1

重量法

Gravimetry

本法

Proposed

method

相对标准

偏差(%)

RSD 1#74164741710129

2#78133781100147

透光率。而该方法虽对样品进行了大比例的稀释,但对结果的影响并不大,因此该方法用于硅铁中硅的测定,简单、准确,结果令人满意。

参考文献:

[1]刘绍璞.金属化学分析概论与应用[M]1重庆:四川科

学技术出版社,198512231

[2]徐盘明,赵祥大.实用金属材料分析方法[M]1合肥:

中国科学技术大学出版社,199016781

[3]北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册

[M]1北京:冶金工业出版社,19901115～1181

[4]陈必友.工厂分析化学手册[M]1北京:国防工业出版

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[5]QB/JL301318-97,山西铝厂企业标准[S]1

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