工业分析课件-第3章 硅酸盐分析

6.4.3 硅钼蓝光度法
在一定酸度下，硅酸与钼酸铵生成黄色的钼硅杂多酸（ 在一定酸度下，硅酸与钼酸铵生成黄色的钼硅杂多酸（又称 硅钼黄）可借此进行硅的光度分析，一般称为硅钼黄光度法。 硅钼黄）可借此进行硅的光度分析，一般称为硅钼黄光度法。
H4SiO4 +12H2M 4 = H8[Si(M 2O7)6] oO o
但硅钼黄不够稳定灵敏度也不够高通常用还原剂将它还原 成蓝色的硅钼杂多酸（又称硅钼蓝）。 成蓝色的硅钼杂多酸（又称硅钼蓝）。
o /M 2O5 ] H8[Si(M 2O7)6]+2H2SO4 +4Fe = 4Fe +2H2O+ H8[Si o \ (M 2O7)5 o
6.2.2 水分的测定
1.分类： 分类： 分类 根据水分与硅酸盐的结合状态， 根据水分与硅酸盐的结合状态，将水分区 分为吸附水分和化合水分。 分为吸附水分和化合水分。 水分包括结合水和结晶水两部分。 化合 水分包括结合水和结晶水两部分。 2.注意： 注意： 注意 （1）吸附水并非是物质内在的固有组成因 ） 此不参加试样的白分总和计算。 此不参加试样的白分总和计算。 （2）已经测定了试样的烧失量，一般情况 ）已经测定了试样的烧失量， 下无需再测水分（尤其是化合水分）。 下无需再测水分（尤其是化合水分）。
6.3.2 熔融法（续） 熔融法（
2.苛性碱 苛性碱 绝大多数硅酸盐材料都能为苛性碱熔融分解生 绝大多数硅酸盐材料都能为苛性碱熔融分解生 苛性碱 成可溶性的碱金属盐。 成可溶性的碱金属盐。如： CaAl2Si6O16+14NaOH=6Na2SiO3+2NaAlO2 +CaO+7H2O 3.过氧化钠 过氧化钠 过氧化钠是强氧化性的碱性熔剂 强氧化性的碱性熔剂。 过氧化钠是强氧化性的碱性熔剂。一些用其他 方法分解不完全的试样用它可以迅速彻底的分解 迅速彻底的分解。 方法分解不完全的试样用它可以迅速彻底的分解。
经过滤、洗涤、中和以除去残余的酸， 经过滤、洗涤、中和以除去残余的酸，再将获得的氟 硅酸钾在沸水中水解： 硅酸钾在沸水中水解：
K2SiF6 +3H2O= 2KF + H2SiO3 +4H F
6.4.2 氟硅酸钾滴定（二） 氟硅酸钾滴定（
然后以碱标准溶液滴定水解产生的HF 然后以碱标准溶液滴定水解产生的
6.3.2 熔融法
常用的熔剂 1.碳酸钠和碳酸钾 碳酸钠和碳酸钾 无水碳酸钠的熔点为852oC它与硅酸盐共熔时 无水碳酸钠的熔点为 它与硅酸盐共熔时 发生复分解反应，生成易溶性的硅酸钠及铝酸盐 发生复分解反应，生成易溶性的硅酸钠及铝酸盐 易溶性 等。如:
KAlSi3O8+3Na2CO3=3Na2SiO3+KAlO2+3CO2 Mg3Si4O10(OH)2+4Na2SiO3+3MgO+4CO2+H2O SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2
2.常用溶剂 常用溶剂
（1）盐酸 ） 在系统分析中以盐酸分解试样是最简便快速 的处理方法，但只有少数样品可以用盐酸分解。 的处理方法，但只有少数样品可以用盐酸分解。 少数样品可以用盐酸分解 （2） 氢氟酸 ） 是分解硅酸盐试样最有效的溶剂， 是分解硅酸盐试样最有效的溶剂，大多数硅酸 最有效的溶剂 盐都能为氢氟酸所分解。 盐都能为氢氟酸所分解。
内容
6.6 6.7 6.8 6.9 三氧化二铝 氧化钙和氧化镁 氧化钾和氧化钠 其他
6.1 概述
6.1.1 硅酸盐在自然界的存在 硅酸盐包括水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等人工硅 ●硅酸盐包括水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等人工硅 酸盐和天然硅酸盐类矿物、岩石。 酸盐和天然硅酸盐类矿物、岩石。 ◎硅酸盐在自然界中分布非常广泛，各种已知的硅酸 硅酸盐在自然界中分布非常广泛， 盐矿物至少有800多种，约占自然界已知矿物种类的三 多种， 盐矿物至少有 多种 分之一。 分之一。 硅酸盐矿物是主要的造岩矿物，是火成岩、 ★硅酸盐矿物是主要的造岩矿物，是火成岩、沉积 变质岩的主要成分，按质量计约占地壳组成的 岩、变质岩的主要成分，按质量计约占地壳组成的 85% 以上。 以上。
6.4.2 氟硅酸钾滴定（一） 氟硅酸钾滴定（
氟硅酸钾滴定法的主要原理是基于硅酸盐在过量 钾离子和氟离子的强酸性溶液中能定量形成氟硅 钾离子和氟离子的强酸性溶液中能定量形成氟硅 酸钾沉淀： 酸钾沉淀： SiO2− +4F− +6H+ = SiF4 +3H2O
3
SiF4+2F = SiF
−
2− 6
SiF2− +2K+ = K2SiF6 ↓ 6
6.4.1 质量法
一、盐酸蒸干法 盐酸蒸干法是采用蒸干脱水以破坏水化外 壳，加入盐酸强电解质以促使硅酸凝聚析出的 一种经典的测定方法。 一种经典的测定方法。
二、动物胶凝法(p.115) 动物胶凝法(p.115)
动物胶是一种富含氨基酸的蛋白质， 动物胶是一种富含氨基酸的蛋白质，其结构可表示为 种富含氨基酸的蛋白质 COOH， NH2—R —COOH，动物胶在水溶液中是两性电解质。 R COOH 动物胶在水溶液中是两性电解质。 pH＝4.7时 动物硅胶粒子的正 负电荷相等(? (?点 ●当 pH＝4.7时，动物硅胶粒子的正、负电荷相等(?点)： ◆pH<4.7时，动物胶粒易吸附溶液中的氢离子带正电荷： pH<4.7时 动物胶粒易吸附溶液中的氢离子带正电荷： 带正电荷 ▲pH>4.7时，动物胶粒子易电离出氢离子而带负电荷, pH>4.7时 动物胶粒子易电离出氢离子而带负电荷, 带负电荷 ◎在酸性溶液中硅胶粒带负电荷，所以选择pH<4.7时正负电荷相 在酸性溶液中硅胶粒带负电荷，所以选择pH<4.7时 硅胶粒带负电荷 pH<4.7 吸彼此中和电性 使硅酸凝聚而析出。 中和电性， 凝聚而析出 吸彼此中和电性，使硅酸凝聚而析出。 ◇此外，动物胶是亲水性很强的胶体能从硅胶粒子上夺取水分破 此外，动物胶是亲水性很强的胶体能从硅胶粒子上夺取水分破 亲水性很强 坏其水化外壳进一步促使硅胶凝聚。 坏其水化外壳进一步促使硅胶凝聚。
4.其他熔剂 其他熔剂 焦硫酸钾 无水硼砂（ 无水硼砂（Na2B4O7）与无水碳酸钠 ） （Na2CO3） (1:1)
6.4 二氧化硅
二氧化硅的测定方法很多: 二氧化硅的测定方法很多: 经典的方法是 ●经典的方法是二次盐酸蒸干脱水质量法 ◆提高分析速度采用动物胶凝聚质量法和氟硅酸 提高分析速度采用动物胶凝聚质量法和氟硅酸 钾滴定法。 钾滴定法。 适用于高含量 氢氟酸挥发质量法; 高含量的 ▲ 适用于高含量的氢氟酸挥发质量法; 适用于微量硅的硅钼分光光度法 微量硅的硅钼分光光度法。 ■ 适用于微量硅的硅钼分光光度法。
6.4.1 质量法（二） 质量法（
三、氯化铵法 氯化铵法是在硅酸的盐酸溶液中加入足量固 体氯化铵使胶体凝聚的方法。 体氯化铵使胶体凝聚的方法。 原理： 原理： 氯化铵的水解夺去了硅胶颗粒的水分， 氯化铵的水解夺去了硅胶颗粒的水分，加快 水解夺去了硅胶颗粒的水分 脱水过程促使硅酸胶粒凝聚 过程促使硅酸胶粒凝聚。 了脱水过程促使硅酸胶粒凝聚。同时氯化铵是强 电解质带正电荷的NH4+能中和硅酸胶粒的负电 中和硅酸胶粒的负电 电解质带正电荷的 荷同样促使硅胶凝聚 促使硅胶凝聚。 荷同样促使硅胶凝聚。
H + NaO = NaF + H2O F H
注意问题： 注意问题： 1.可溶性硅酸盐的生成 可溶性硅酸盐的生成 用氟硅酸钾法测定二氧化硅时， 用氟硅酸钾法测定二氧化硅时，首先必须将试样中 的二氧化硅全部转化为可溶性的硅酸盐，所以一般采 用 碱熔融法或氢氟酸分解法分解试样。 碱熔融法或氢氟酸分解法分解试样。 2.氟硅酸钾的沉淀条件 氟硅酸钾的沉淀条件 （1）沉淀通常在硝酸溶液中进行，硝酸的浓度一般 ）沉淀通常在硝酸溶液中进行， 控制在3mol/L左右。 左右。 控制在 左右 （2）氟化钾在溶液中的浓度控制在 ）氟化钾在溶液中的浓度控制在0.02～0.04g/mL ～
第六章 硅酸盐分析
内容
6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.3 6.3.1 6.3.2 概述 烧失量和水分 烧失量的测定 水分的测定 硅酸盐试样的分解 酸溶 熔融
内容
6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 二氧化硅的测定 质量法 氟硅酸钾法 硅钼蓝光度法 三氧化二铁的测走 配位滴定法 氧化还原滴定法 分光光度法 原子吸收光谱项目 硅酸盐的主要组成元素包括氧 硅酸盐的主要组成元素包括氧、硅、铝、铁、 其次是锰、 碳等。 钙、镁、钠、钾，其次是锰、钛、磷、氢、碳等。 硅酸盐分析的主要组分的测定包括： 硅酸盐分析的主要组分的测定包括：SiO2、 、 Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、NaO、水分及 、 、 、 、 、 、 烧失量，还经常需要测定TiO2、MnO、P2O5、CO2 烧失量，还经常需要测定 、 、 、 以及一些特定的组分， 以及一些特定的组分，如ZrO2、BeO、Cr2O3、 、 、 、 V2O5、B2O3及稀土元素各种贵金属等。 及稀土元素各种贵金属等。 、
6.4.1 质量法（三） 质量法（
四、氢氟酸挥发质量法 氢氟酸挥发质量法只是用于石英等二氧化硅 氢氟酸挥发质量法只是用于石英等二氧化硅 质量分数在 ％以上的时采用。 质量分数在95％以上的时采用。 原理： 原理： 氢氟酸挥发质量法是将试样在铂坩埚中灼烧至恒重 用氢氟酸和硫酸处理， 用氢氟酸和硫酸处理，使二氧化硅转化为四氟化硅逸出 SiO2+2H2F2=SiF4↑+2H2O 然后再灼烧至恒重 方法范围等) 由质量之差计算出二氧化硅的含量(P.116 方法范围等 由质量之差计算出二氧化硅的含量
6.2 烧失量及水分
6.2.1 烧失量的测定 1.定义： 定义： 定义 一般规定试样在950~1000℃灼烧后的失量即为 一般规定试样在 ℃ 烧失量（个别试样的灼烧温度另做规定）。 烧失量（个别试样的灼烧温度另做规定）。 烧失量实际上是样品中各种化学反应在质量上增 加 或减少的代数和。 或减少的代数和。 2.灼烧方法： 灼烧方法： 灼烧方法 在马弗炉中（不使用硅碳棒炉）由室温升起，到 在马弗炉中（不使用硅碳棒炉）由室温升起， 达规定温度后保温半小时以上。 达规定温度后保温半小时以上。应避免直接在高温下 进行灼烧。 进行灼烧。