硅酸盐快速分析

近年来，硅酸盐岩的快速分析方法已有很大进展。由于这些方法都利用了近化分析化学的新成就，因此，方法本身就具有很高的准确度。又由于避免烦琐的化学分离手续，除了能缩短分析时间外，同时也减少了引进误差的机会，相对地提高了方法的准确度，使快速方法达到日臻完善的进步。其中用来测定二氧化硅的有动物胶重量法，氟硅酸钾容量法或硅钼兰比色法；测定氧化铝的有EDTA容量法，酒石酸钾钠一氟化钾容量法；测定氧化钙一般用EDTA容量法（但所用指示剂不同）；测定氧化镁用EDTA容量法或8羟喹啉容量法。我所分析组为了制定一种设备简单，效率又高的硅酸盐岩石分析方法，对上述各方法进行了分析对比，取长补短，作了部分改进。下面介绍改进后的分析方法。

一、二氧化硅的测定

1. 方法提要

试样经NaOH熔融分解，硅的化合物转化为易于分解的的硅酸钠，而金属氧化物则转化为氢氧化物。熔融物以适量热水及浓盐酸浸取，金属氢氧化物即转化为热氯化物，硅酸钠转化为硅酸，部分仍以水溶胶状留在溶液中。然后，在浓盐酸溶液中加入动物胶，促使硅酸凝聚、沉淀：此后过滤、灼烧，即得二氧化硅。

按照胶体相互聚沉的原理，当用动物胶凝聚可溶性二氧化硅时，试液的酸度、凝聚时的温度、动物胶的浓度都会影响动物胶对硅酸的凝聚作用。因此，凝聚二氧化硅溶胶必须注意以下几点：

① 试液中浓盐酸的量应维持在30％以上（体积百分比）。

② 加动物胶时试液温度控制在60-70o C，温度高于80时，动物胶的凝聚作用会大降低。

③ 动物胶加入的数量过多或不足，不仅对二氧化硅水溶胶会失去凝聚作用，甚至反而会保护水溶胶。

2. 所需试剂

① 氢氧化钠A.R（固体粒状）

② 盐酸 A.R（比重1.19g）

③ 1％动物胶水溶液：取1克动物胶溶于100毫升热水中（随配随用）

④ 5：95的盐酸洗液

3.分析手续

精确称取研细并在105-110o C下干燥过的试样0.5-1.0克于银钳埚中，慢慢加入5克NaoH,在低温炉或酒精灯上以小火加热，使NaOH溶化，然后逐渐升温至600-650o C进行熔融，保持10-15分钟（附注①）。取出冷却后，以热水洗出熔块于500毫升烧杯中，粘附在坩埚壁上面的熔融物可用带有橡皮头的玻璃棒擦洗下来。

于所得溶液中，加入15毫升浓盐酸，将烧杯置于水浴上蒸发至呈潮湿盐状，加入10毫升浓盐酸放置过夜（如工作急需，在加入盐酸后可加热近沸，稍冷，按下述手续进行）。

将烧杯置于70o C水浴中，当杯中液体到达水浴的温度时，加入新鲜配制的1％动物胶溶液10毫升，同时用玻璃棒剧烈搅拌4-5分钟。再在水浴上保温10分钟。然后，将烧杯取出，待其冷却后用9~11公分中速无灰滤纸过滤于250毫升容量瓶中，用5:95的热盐酸洗涤烧杯4~5次，并将二氧化硅沉淀及氯化钠等盐的晶体尽可能全部移入滤纸内。然后用带有橡皮头的玻璃棒擦净烧杯，沉淀，继续用5:95的热盐酸溶液洗至接近无铁离子（沉淀呈白色或洗液无黄色）（附注②），最后用热水洗涤3~4次。

将滤液和洗液混匀，冷却至室温，用水稀释至刻度，摇匀，以备测定Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO等项目。

将滤纸连同沉淀置于已在900~950o C灼烧至恒重的瓷坩埚中，先在酒精灯上用小火将滤纸灰化，然后放入高温炉中，逐渐升温至900~950o C灼烧30分钟，取出稍冷后，移入干燥器中冷却后称重。再在900~950o C灼烧至恒重。按下式计算二氧化硅的百分含量。

SiO2%=

式中：

G2-沉淀及坩埚的重量（克）

G1-空坩埚重（克）

G-称取试样（克）

附注：

① NaOH易吸收空气中的水份，因此当用NaOH进行熔融时，常常排除许多水份，发生大量的泡沫，并引起试样外溅。因此，熔融时温度宜逐渐上升，最后瘩頰600~650o C 进行熔融。熔融时应随时注意控制，否则熔融物会迅速地沿坩埚内壁外溢，使试验失败。

当NaOH熔融试样时，如在试样上先加数滴NaOH的酒精溶液，可以防止试样在NaOH 的熔化飞溅。

② 洗涤二氧化硅沉淀的先液以5:95盐酸溶液较为适宜。据资料介绍，用5:95盐酸洗涤二氧化硅时，转入溶液中的硅酸最少。洗涤时所用盐酸洗液量为150-200毫升。

③ 氢氧化钠为强烈的碱性熔剂。在银坩埚中熔融试样，如加热的时间和温度掌握适宜，则从坩埚上所侵蚀下来的银是比较少的。在分离SiO2时仅有少量的银以AgCl的形态夹杂于沉淀中，但如溶融时间过长，温度过高，则所侵蚀下来的银就较多。在盐酸

溶液中侵蚀下来的银成AgCl沉淀，但因溶液中盐酸及氯化物浓度均甚高，部分AgCl生成AgCl2络离子而溶解在溶液中，分离二氧化硅后由于溶液体积增大，盐酸及氯化物浓度降低，AgCl则重新析出，溶液浑浊即此缘故。另一部分银仍以AgCl形态夹杂于SiO2沉淀中，在过滤时，氯化银感光分解成金属银微粒，而使二氧化硅沉淀呈兰紫色，灼烧后所得SiO2 结果偏高。所以当分析一般不含重金属的硅酸盐岩石时，如条件许可，仍以在铂坩埚中用碳酸钠熔融试样为宜。

二、氧化铝的测定

1. 方法提要

在pH5-6的NH4AC-HAC缓冲溶液中，EDTA能与Al3+、Fe3+、Ti4+、Mn2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+、Co2+等离定量作用。Ca2+、Mg2+不干扰。考虑到一般硅酸盐岩石中Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+、Co2+等重金属离子含量极微，对测定没有影响，故可在试液中加入过量EDTA标准溶液，调整试液酸度，加热使EDTA与Al3+、Fe3+、Ti4+等离子作用后再以ZnAc2回滴过量EDTA，根据所消耗的ZnAc2的用量求得二、三氧化物总量。

另取试液以比色法测得Fe2O3、TiO2、含量后，换算为相当于Al2O3含量百分数，从总量中减去，即得Al2O3含量。

2. 所需试剂

① 0.03MEDTA：取11克A.R的EDTA溶于水中后稀释至1升。

② 0.02M醋酸锌溶液：取4.4克A.R的ZnAC2.2H2O溶于水中后，加入数滴1：1Hac，移入1000毫升容量瓶中以水稀释至刻度。其对氧化铝的滴定度按下述操作步骤以标准铝液标定。

用移液管吸取25毫升Al2O3标准溶液于300亳升锥形烧瓶中，用水稀释至约100毫升、另用移注解管准确加入25毫升0.03MEDTA溶液，加热至60-70o C，加入一滴0.1％对硝基酚指示剂，用1：1NH4OH中和溶液至呈浅黄色，再逐加入1：1HCl至溶液的黄色刚褪去。加入5毫升NH4AC2-Hac缓冲溶液，加热煮沸2-3分钟，冷却后加入少量二甲苯酚橙指示剂，以0.02MZn-Ac2标准溶液滴定至溶液呈微红色为终点。记下所消耗ZnAc2

标准溶液毫升数（V2）用移液管另取25毫升0.03 MEDTA，按上述操作步骤作一空白试验所消耗的ZnAc2标准溶液毫升数为V1。ZnAc2溶液对Al2O3的滴定度按下式计算：

T1=25毫升Al2O3标准溶液中所含Al2O3的克数/V1-V2

③ 氧化铝标准溶液：称取4.7369克A.R的氯化铝AlCl36HO(或A.R金属铝片0.5292克)于250毫升烧杯中。加入5毫升1：1HCl溶解后移入1000毫升容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1毫升约含AlO1毫克，其准确浓度可用8羟喹啉重量法来校正。

④ 醋酸铵-醋酸缓冲溶液(Ph6):将30毫克A.RNH4Ac溶于水中后加入1毫升A.R

冰醋酸，以水稀释至100毫升。