氟硅酸钾容量法测定二氧化硅

氟硅酸钾容量法测定二氧化硅

[摘要]用氟硅酸钾容量法代替重量法，测定玻璃和原料中的二氧化硅，简便，能及时指导生产。

[关键词]氟硅酸钾容量法；二氧化硅测定

1、方法原理

试样经碱熔融，将不溶性二氧化硅转为可溶性的硅酸盐。在硝酸介质中与过量的钾离子、氟离子作用，定量地生成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀。沉淀在热水中水解，相应地生成等量氢氟酸。生成的氢氟酸用氢氧化钠标准溶液滴定，借以求出试样中的二氧化硅含量。

SIO32-+6F-+6H+→SiF62-+3H20

SiF6 2-+2K+ →K2SiF6↓

K2SiF6↓+3H20 → 2KF+H2SiO3+4HF

HF+NaOH =NaF+H20

2、测定方法

准确称取0.1 g左右试样于镍坩埚中加2 g左右氢氧化钾，置低温电炉熔融，经常摇动坩埚，在600~650℃继续熔融15-20min，旋转坩埚，使熔融物均匀地附着在坩埚内壁，冷却，用热水浸取熔融物于300 ml塑料杯中。盖上表面皿。一次加入15 ml硝酸，再用少量盐酸(1：1)及水冲洗坩埚，熔融物于300 ml塑料杯中。盖上表面皿。控制体积在60 ml左右，冷却至室温，在搅拌下加入固体氯化钾至过饱和，加入10ml氟化钾，用塑料棒搅拌，放置7 min。用涂蜡的玻璃漏斗及快速定性滤纸过滤，用5％氯化钾水溶液洗涤塑料杯2-3次，洗涤滤纸一次，将滤纸及沉淀放回到原塑料杯中，沿杯壁加入10 ml的15％氯化钾一乙醇溶液及1 ml 酚酞指示剂。用0．15 N氢氧化钠标准溶液中和未洗净的残余酸，仔细搅拌滤纸，并擦洗杯壁直至试液呈微红色不消失。加入200—250 ml中和过的沸水，立即以0.15 N氢氧化钠标准溶液滴定至微红色。二氧化硅百分含量按下式计算：

式中：V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，ml

G——试样重量，g

TSiO2——氢氧化钠标准溶液对二氧化硅的滴定度，mg／m1

3、条件试样与讨论

3．1 温度对标定氢氧化钠浓度的影响

氢氧化钠标准溶液浓度准确与否，直接影响分析结果准确度。温度越高，标定出氢氧化钠浓度越高。

3．2 氟硅酸钾沉淀条件的选择试验

(1)酸的种类及酸度对沉淀的影响，氟硅酸钾沉淀的生成是在强酸环境下进行的，硝酸为最佳。硝酸分解试样熔块不易析出硅凝胶。氟铝酸盐在硝酸介质中比在盐酸介质中溶解度大，可消除铝钛的干扰，所以在方法中选用硝酸。沉淀时溶液酸度对硅沉淀完全与否有一定的影响，氢离子的存在可以抑制氟硅酸钾的水解。若沉淀时酸度过低，易形成其它盐类氟化物与硅氟硅酸钾共沉淀而干扰测定，酸度过高，又增加沉淀溶解度。为选择适宜酸度，在固定其它条件下，改变溶液酸度，发现溶液的最佳酸度为3N。

(2)溶液体积对沉淀的影响，40—60ml为最佳体积。体积大导致结果偏低，若特别控制好酸度，氯化钾加入量，过滤速度快也可得到合格结果。

(3) 用KOH 中和残余酸的操作应迅速完成，特别是当室温较高时，若中和时间过长，氟硅酸钾沉淀易水解。中和过程中，滤纸应展开，基本中和后再将滤纸搅碎，若滤纸过早捣碎，会造成中和困难，切忌滤纸成团。

(4) 由于K2SiF6的溶解和SiF62-的水解均为吸热反应，所以水解时的温度越高, 体积越大越有利于K2SiF6的溶解和SiF62-的水解。实验表明，实际操作中应用沸水体积在200 ml 以上，并且滴定终点温度在60 ℃以上。实验中，所用沸水须先用NaOH 中和，以消除水质对结果的影响。

(5) 残余酸中和、沸水的中和及最后滴定终点三者颜色须严格保持一致，且残余酸中和后至加沸水滴定前，若K2SiF6有小部分水解使溶液偏酸性颜色消失或变淡时，不宜再中和。

(6)氯化钾加入量。

过量氯化钾在溶液中的存在，因共同离子效应反应向右进行，有利氟硅酸钾沉淀的生成，并且完全。氯化钾加入量过少，沉淀不完全测定结果偏低。加入量过多，增加洗涤困难。未溶解的氯化钾与杂质共沉淀，不易中和，使结果偏高。氯化钾过饱和量0.5—1.0 g为佳．

(7)沉淀温度的影响。

氟硅酸钾沉淀的生成是放热反应，降低温度利于沉淀完全。但氟硅酸钾的溶解度随温度的降低而减小。因此增加过滤洗涤困难。在操作中最好控制25℃以下，含铝高的样品温度不能过低。

(8)15％氟化钾的加入量。

15％氟化钾为试验中的沉淀剂。是氟硅酸钾沉淀的重要条件之一。加入量过少，沉淀不完全导致结果偏低。加入量过多，易使同类物质同时与氟硅酸钾沉淀共沉，不易洗净，导致结果偏高。15％氟化钾加入10 ml为最佳。（当溶液中铝离子的浓度较高时，则易生成难溶性的氟铝酸钾沉淀，这不仅使过滤缓慢，且往往引起分析结果偏高，为消除铝的影响，在能满