水中硅酸盐含量的测定

水中硅酸盐硅含量的测定方法

水中硅的测定有重量法和比色法两种，重量法适用于硅含量较高（20毫克/升以上）的水样，比较精确，但甚繁杂，一般都采用钼酸盐比色法（钼黄法或硅钼蓝法）。

一、原理

在PH值近乎1.2的酸性溶液中，钼酸铵能与活性硅酸盐反应生成黄色的硅钼酸，其成分大致是

SiO2·12MoO3·nH2O。因为硅酸标准溶液配制相当麻烦，加上此硅钼酸溶液的黄色与适当PH条件下铬酸钾溶液的黄色相似，故测定时往往用铬酸钾溶液作永久性标准色阶。

水中磷酸盐也能与钼酸铵反应，生成黄色物质（磷钼酸），对本测定有干扰。加入草酸可促使磷钼酸分解消除干扰，亦可用计算法进行校正。每毫克P2O5应从所测的硅酸数值中减去0.5毫克。

用硫酸酸化可减低单宁（或鞣酸）的干扰。铁离子形成黄色[FeCl6]3-络离子，对本测定也有干扰，但一般水中铁的含量不会超过20毫克/升，对本测定影响极小。

水的混浊与颜色对本测定的干扰，可作重叠比色以抵消灌用磷酸钙胶状沉淀褪色，也可用氧化褪色法消除之。

普通玻璃的主要成分是硅酸盐，用玻璃瓶装试剂与水样，会使溶液中硅酸盐增加。故本法参与钼黄反应的试剂和水样，应尽量用塑料瓶或里面涂蜡的玻璃瓶盛装。

二、试剂

1、10%钼酸铵溶液称取10克分析纯钼酸铵[（NH4)6Mo7O24·4H2O]溶于少量纯水，并稀释到100毫升，若所得溶液混是，可滴加浓氨水直至澄清为止。

2、1：1盐酸将等体积的分析纯浓盐酸与纯水混合。

3、铬酸钾溶液称取（在105℃烘干的）铬酸钾0.630克，溶于纯水中，全部转入1000毫升容量瓶内，并稀释至刻度（T=0.10毫克SiO2/毫升）。

4、1%硼砂溶液称取10克硼砂（Na2B4O7·10H2O)溶于少量纯水中，并稀释到1升。

5、10%草酸溶液称取10克草酸（H2C2O4·2H2O）溶于少量纯水中，并稀释到100毫升。

三、测定步骤

1、水样的处理若水样有色或混浊影响测定时，最好和不吸附硅酸盐的磷酸钙胶状沉淀来褪色。处理如下：在200毫升容量瓶中用移液管加入100毫升水样，加1毫升2.5%磷酸二氢钠溶液，摇匀，再加1毫升10%氯化钙溶液和1毫升2.5%氢氧化铵溶液。用纯水将溶液稀释到刻度，混匀后静置20分钟，用干滤纸过滤，取滤液50毫升（相当于25毫升水样）进行分析。

若用上述方法尚不能使水样褪色，则可进一步将滤液氧化：在100毫升滤液中，加数毫升1：1盐酸和少许固体过硫酸铵，加热煮沸至溶液颜色褪去。若还不褪色，可再加少许过硫酸铵再煮沸。待溶液冷却后，取50毫升此溶液进行比色。

2、色阶的配标准制取8支50毫升比色管分别按下表加入铬酸钾溶液，并在各管中分别加入25毫升硼砂溶液，用纯水稀释到50毫升，充分摇匀。放置5-10分钟，加1.5毫升草酸溶液（若确知没有磷酸盐则可不加），充分摇匀。放置2分钟后，即与模拟标准色阶进行目视综合比色，15分钟内要比色完。

四计算

硅酸盐（毫克SiO2/升）= V S/V x*C S*f

式中：V S、C S为等色时标准管的体积（毫升）及浓度（毫克SiO2/升）；

V x为等色时水样管的体积（毫升）；

f为水样的体积校正因数。

五、注意事项

1、用二氧化硅标准溶液代替铬酸钾溶液，就可进行光电比色。二氧化硅标准溶液的配制方法是：称取4.730克分析纯的硅酸钠（Na2SiO3·9H2O)溶于刚煮沸冷却的蒸馏水中，稀释至1000毫升，储存在塑料瓶中。稀释100倍此标准液作标准使用液，用水样显色的同样方法配成标准色列，光电比色时用蓝色滤光片；用分光光度法测定时，则选用440毫微米波长测定其吸光度。

严格说此二氧化硅标准溶液，应该用生成挥发性的四氟化硅（SiF4）的减重法来准确地测定其浓度才行。

2、本测定基本上参照“天然水分析方法”中92页硅酸（可溶性）的测定编写的。

3、测定中的标准色阶是模拟的，若用带塞比色管在配好色阶后用石蜡封好，可保存较长时间。

4、若仅做少数样品，本测定也可用滴定比色来做，其测定步骤如下：

取两支管径相同有25毫升刻度的50毫升比色管，（1）甲管中加入25.0毫升澄清的水样（已处理）加入1毫升钼酸铵溶液及0.5毫升1：1盐酸，混匀。5-10分钟后，加入0.75毫升草酸溶液，混匀。(2)乙管中加入12.5毫升硼砂溶液，并用装有铬酸钾标准溶液的滴定管往乙管中滴加铬酸钾溶液，直到颜色从上往下看同甲管相近时暂停滴定，用纯水将乙管稀释到和甲管的液柱高度相同，再继续滴定调节至两管颜色相同体积相等。记下滴加铬酸钾标准溶液的体积V标，可按下列公式计算：

硅酸盐（毫克SiO2/升）= f*V标*0.1/V样*1000

式中：f——为水样的体积校正因数。

V标——比色滴定消耗铬酸钾溶液的体积（毫升）；

V样——水样之体积（毫升）；

0.1——1毫升铬酸钾溶液相当于SiO2的毫克数。

硅酸根的测定

1．测定原理

水中可溶性的二氧化硅在水溶液中若以SiO42-存在，则它和PO43-，在适当的反应条件下和钼酸铵形成硅钼杂多酸：

7H4SiO4+12Mo7O245+72H+=7H4SiMo12O40+36H2O

产物H4SiMo12O40为黄色，称之为硅钼黄。硅钼黄在1-氨基-2萘酚-4-磺酸等还原剂作用下，可使二个钼原子从六价还原为四价：

[SiMo12O40]++4e—4H+—[H4Si（MO2O5）（Mo2O7）5]4

产物为蓝色，称为硅钼蓝。硅钼黄、硅钼蓝均可用用分光光度法测定。

2．主要试剂和仪器

2．1 10%钼酸铵溶液；

2．2 10%草酸溶液；

2．3 二氧化硅，光谱纯；

2．4 1-氨基-2-萘酚-4-磺酸溶液：0.5g1-氨基-2-萘酚-4-磺酸溶液和1g亚硫酸钠溶于50m L水中，然后再加入30g亚硫酸氢钠并稀释至200mL，若有浑浊，需过滤，一旦颜色变暗即失效，有效期为10天左右；

2．5 铂坩锅；

2．6 分光光度计。

3．测定步骤：

3．1 准确称取0.5000gSiO2于铂坩锅内,加约5g无水碳酸钠，混匀后，放入950-1000℃的高温炉内至熔融,将其溶解在热水中，定容至500mL。再保存在塑料瓶中,此溶液含SiO2为1mg/mL。上述溶液可供稀释制备所需浓度的标准溶液用。

3．2 硅钼黄法，用移液管分别加入0、1、3、5、7mL，0.1mg/mL的二氧化硅标准溶液于5只50mL容量瓶中，各加6mL，0.5moL/L的硫酸和2mL10%的钼酸铵，5min后，再各加1.5mL10%的草酸溶液，定容。立即在440nm处，用2cm比色皿，以试剂空白为参比，测其吸光度并作出标准曲线。

用移液管吸取25mL过滤后的水样于50ml容量瓶中，其余手续和上述方法操作相同，并测吸光度。

本法可测0.01-0.3mg/mL的二氧化硅。

3．3 硅钼蓝法：用移液管吸取0、4、8、12、16、20mL0.01mg/mL的二氧化硅标准液于6只50ml容瓶中，稍加水，加6mL0.5mol/L的硫酸，2mL10%的钼酸铵溶液，放置5min，各加1.5mL10%的草酸溶液,1min后各加2mL1-氨基-2-萘酚-4-磺酸,定容,10min后,在810n m或610nm处,用1cm比色皿,试剂空白为参比测其吸光度，作标准曲线。

用移液管吸取5mL水样于50mL容量瓶中。其余手续和上述方法相同，并测其吸光度。

1． 0计算：

均参照磷钼蓝法测定磷酸盐的方法进行。水样中：

[硅酸根]（SiO32-）=K×[SiO2],

K为[SiO2]换算成[SiO32-]的系数，K—1.26。

2． 0注意事项和说明

5．1水样中可溶性的硅只有以SiO42-存在时，才能形成硅钼杂多酸。

5．2硅酸在水溶液中非常容易聚合，形成二聚硅酸和多聚硅酸，它们都不能和钼酸铵直接形成杂多酸，它们必须先解离成SiO44-在1min已几乎全部形成硅钼蓝；二聚硅酸在5min 后只有约1%的硅酸形成硅钼蓝；而多聚硅酸在30min后仍有3%左右末形成硅钼蓝。因此静置10min是必要的，一般讲水样中二氧化硅含量不会很高，多聚硅酸含量较少。

5．3控制较低的酸度有利于单体硅酸的形成，一般控制PH=1~2。本法控制在这个范围内。酸度也远远地小于磷钼杂多酸形成的酸度，PO43-将不干扰实验。

5．4加入草酸是为了分解磷钼杂多酸和砷钼杂多酸，排除干扰。PO43-干扰的排除也可采用提高酸度的办法。在PH=1~2形成硅钼杂多酸，酸度不断提高，磷钼杂多酸含量也增加，当酸度提高到40mol/L时，磷钼杂多酸被破坏。而硅钼杂多酸依然很稳定。