硅酸盐分析

吸取50.00毫升试液，放入250毫升塑料杯中， 加入10毫升硝酸，冷却，然后加入10毫升15%KF 溶液，搅拌，再加固体氯化钾，搅拌并压碎不溶 颗粒，直至饱和。冷却，并静置15分钟。用快速 滤纸过滤，塑料杯与沉淀用5%KCl溶液洗涤2～3 次。将滤纸连同沉淀置于原塑料杯中，沿杯壁加 入10毫升5%氯化钾－乙醇溶液及1毫升1%酚酞指 示剂溶液，用0.15 mol· －1氢氧化钠溶液中和未 L 洗尽的酸，仔细搅动滤纸并随之擦洗杯壁，直至 酚酞变红（不记读数）。然后加入200毫升沸水 （沸水应预先用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红 色），以0.15 mol· －1氢氧化钠标准溶液滴定至 L 微红色。
第一节概述


分析方法：以化学方法为基础，亦采用物 理和物理化学方法。如：比色分析和火焰 光度分析法。 分析方法分类：经典分析、快速分析
第二节试样的采取和制备



一、样品的采取 二、破碎与缩分，20目 三、分析试样的制备，100~200目 标准样品和管理样品 标准的使用
第三节试样的分解
（三）、硅钼蓝比色法


二氧化硅的比色法测定 硅钼黄和硅钼蓝两种方法进行 硅钼黄法：是由单硅酸与钼酸铵在适当的条件下生 成黄色的硅钼酸配合物H8[Si(Mo2O7)6]（硅钼黄）； 硅钼蓝法：是把生成的硅钼黄用还原剂（亚铁盐、 抗坏血酸等）还原成蓝色的配合物 H8[(Mo2O5)Si(Mo2O7)5]（硅钼蓝）。在规定的条件下， 所生成的黄色或蓝色的硅钼酸配合物的颜色深度与 被测溶液中二氧化硅的浓度成正比，以此测得溶液 中微量的SiO2。 两种方法各有其特点：硅钼黄法可以测出比硅钼蓝 法含量较高的二氧化硅。

0.5克试样，5克研细的无水Na2CO3，高型称量 瓶中，细玻棒混合均匀，倒入石墨坩埚中，再 以少量无水Na2CO3擦洗称量瓶内壁及玻棒。然 后900~950℃高温炉，30分钟。放入250毫升烧 杯中。加沸水60～70毫升浸润熔块，再加入20 毫升浓盐酸。水浴上加热，蒸发，直至成湿盐 状。然后再加25～30毫升浓盐酸，调温60～70℃， 加10毫升1%动物胶溶液，搅拌3～4分钟，在此 温度下保温10分钟。然后加入50～60毫升70℃的 热水搅拌，使盐类溶解。静置稍冷后，以中速 滤纸过滤，滤液收集于250毫升容量瓶中。用热 的2%HCl洗涤沉淀3～4次，再用热水（不超过 70℃）洗至无Cl－（以1%AgCl检验）。

第三节试样的分解





二、用熔融法分解 （一）碳酸钠或碳酸钠钾熔融 碳酸钠是一种碱性溶剂，适用于熔融酸性矿物。 分解为：碱金属硅酸钠、铝酸钠、锰酸钠等混合 物。用盐酸处理，析出硅酸盐胶体沉淀及金属氯 化物。 熔融温度：950~1000℃，试剂用量为试样的6~8倍， 时间：30~40min，但对高铝试样，熔融时间要延 长。 特点：分解能力强，对一般硅酸盐都可用铂坩埚、 石墨坩埚。 NaKCO3作熔剂时，1：1，熔块易溶解。
第三节试样的分解

Байду номын сангаас
（四）用偏硼酸锂作熔剂（LiBO2） 碱性较强的熔剂
优点：熔融的速度快，一般几分钟即可分 解完全，试液可以测包括K、Na在内的各种 元素，温度为1000℃。 缺点：试样分解后较难提取，试剂太贵， 要用铂坩埚。

第三节试样的分解

（五）过氧化钠作熔剂 强碱性和强氧化性的熔剂。




目的：将试样中待测组分转变为可测形态 或以离子型的溶液存在。 分类：湿法和干法 湿法：水、酸或其它溶剂溶解 干法：熔融法和半融法
第三节试样的分解

一、用酸熔法
（一）用盐酸分解：如沸石、霞石、蛇纹石、 石灰石。 一般能被盐酸分解的硅酸盐多含碱金属 和碱土金属较高的硅酸盐； 但以M· 2结构的不能被盐酸分解。 SiO

缺点：样品没有分解完全，对全分析不适 用。
第三节试样的分解
四、几种坩埚的使用 （一）Pt坩埚 用碳酸钠，熔点为851℃，熔样温度：950~1000℃， 加入量4~6倍。对难分解样品加6~8倍，时间： 30~40min。 用HF：低温加热，蒸发至干。 注意事项： 1、铂坩埚的使用P448 2、HF的使用 3、高氯酸的使用 4、聚四氟乙烯（PTFE）的使用
（二）氟硅酸钾容量法

以氢氧化钠熔融法分解试样为例。 容量法的原理是依据硅酸在有过量的氟离子 和钾离子存在下，能与氟离子作用形成氟硅酸离 子（SiF62－），并进而与钾离子作用生成氟硅酸钾 （K2SiF6）沉淀。该沉淀在热水中水解并生成等量 的氢氟酸，因而可用氢氧化钠溶液进行滴定，通 过计算求得样品中二氧化硅的含量。其反应方程 式如下： SiO32－＋6F－＋6H＋＝＝SiF62－＋3H2O SiF62－＋2K＋＝K2SiF6↓ K2SiF6＋3H2O＝＝2KF＋H2SiO3＋4HF HF＋NaOH＝NaF＋H2O
第九章硅酸盐分析
主要参考书： 1、《玻璃陶瓷化学成分分析》，中国建筑工 业出版社 2、《陶瓷化学分析》，轻工业出版社 3、《水泥化学分析》，中国建筑工业出版社 4、 《硅酸盐分析》，本校编 5、《冶金化学分析》，冶金工业出版社
第一节概述


硅酸盐：天然硅酸盐、人造硅酸盐 天然硅酸盐：岩石，如长石、粘土、高岭土； 人造硅酸盐：水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料； 其他类：石灰石、冶金炉渣、灰分； 新材料：硬度、强度、绝缘性 组成：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Ti O2、CaO、MgO、 K2O、Na2O、P、Mn、结晶水(H2O-)、IL 微量元素：B、Ba、Zn、Pb、Li

以CTAB凝聚重量法为例： 0.5克试样、铂坩埚、加2克Na2CO3。盖上坩埚盖， 置于喷灯上（或小电炉）以小火加热4～5分钟，然 后逐渐升高温度，待CO2气泡停止生成后，再在 1000℃高温下灼烧20分钟至完全熔融。冷却，取出 坩埚，热水浸取。收集于250毫升烧杯中，加盐酸30 毫升溶解熔炔，水浴加热浓缩至小于20毫升，加盐 酸40毫升，1%CTAB溶液10毫升，搅拌，煮沸，用 热水冲洗杯壁（若有盐析出，可加少量水稀释溶 解）。立即以中速滤纸过滤。滤液于250毫升容量瓶 中。2%热盐酸洗3～4次，再用70℃热水洗至无氯根。 稀至刻度。滤液供Fe、Al、Ti、Ca、Mg、P、Mn测 定用。沉淀连同滤纸移入已恒重的瓷坩埚中，先炭 化，再于950～1000℃高温炉中灼烧30～40分钟。冷 却、称量直至恒重。同时作空白试验。
第四节水分及灼烧减量的测定
一、吸附水： 矿物和岩石的水分存在形态：吸附水（H2O-）， 测定温度：105~110 ℃ ；化合水（H2O+）：结晶 水，300℃以上分解。 二、灼烧减量（烧失重） 在铂坩埚或瓷坩埚中于950~1000 ℃的温度下灼 烧至恒重后测得的，是样品经过灼烧后减少的重 量与增加重量代数和，称烧失量。 CaO+2SO2+O2==2CaSO4 2FeO+3/2O2==F2O3

准确称取0.5克试样于预先已熔有4～5克氢氧化 钠的银坩埚中，再用2～3克氢氧化钠覆盖在上面。 盖上坩埚盖（应留有一定的缝隙），置于650～ 700℃的高温炉中熔融20～30分钟。取出坩埚，冷 却后放入一盛有150毫升左右热水的烧杯中，盖上 表面皿，置于小电炉上加热。待熔融物完全浸出 后，取出坩埚并用少量5%盐酸及热水洗净坩埚及 盖，洗液并入烧杯中。然后一次加入25～30毫升 盐酸，立即用玻棒搅拌，使熔融物完全溶解。加 入数滴硝酸，并加热至沸。将所得澄清液冷却至 室温后，移入250毫升容量瓶中，用水稀释至刻度。 摇匀。
1、二次盐酸蒸干重量法



铂坩埚 无水碳酸钠 温度（1000℃） 熔融 蒸发（一次盐酸蒸发） 蒸发干涸后，再蒸发（二次盐酸蒸发） 过滤 滤液，供测定Fe、Al、Ti、Ca、Mg之用。
2、石墨粉垫层Na2CO3熔融法

以动物胶法为例。 先在30～50毫升的瓷坩埚内放入一定量的 优级纯石墨粉，将中间压成一光滑的凹穴， 制成石墨粉垫层坩埚。

第五节 硅酸盐的系统分析方法

所谓系统分析是指在同一份试样中，通过 试样分解、分离或掩蔽等手段，使干扰元 素对其测定的影响分别消除后，连续进行 数个组分的依次测定。常用的系统分析流 程如下：
硅酸盐系统分析方法流程图
第六节 一般成分分析

一、二氧化硅的测定 （一）、重量法 重量法测定二氧化硅的原理，是将样品与碱性熔剂共 熔，用盐酸溶解脱水，使二氧化硅以不溶物析出，与其 他组成分离、过滤、洗涤、灼烧、称重，最终求得二氧 化含量。以高岭土为例，其反应如下： Al2O3· 2· 2O＋3Na2CO3＝＝2Na2SiO3＋2NaAlO2＋ 2SiO 2H 2H2O＋3CO2↑ 试样与碱性熔剂的熔块用盐酸溶解后，偏硅酸盐部分 以水凝胶态析出，部分仍以水溶胶态留于溶液中。为了 使可溶部分析出，必须蒸发至干。当盐酸挥发时带走了 硅酸中的水分，使之成水凝胶态。这种作用称为脱水。
3、铂坩埚Na2CO3熔融法
4、银坩埚（或镍坩埚）NaOH（或 KOH）熔融法：

准确称取0.5克左右试样，置于银坩埚中， 加入5克NaOH（先加入2克于银坩埚中熔化， 使银坩埚底部内附有NaOH，冷却后装入试 样，再把剩余的NaOH盖在其上）。先于电 炉上熔化，然后在600～700℃下熔融至透明， 冷却，用热水浸出熔块于250毫升烧杯中， 以下步骤同上。

第三节试样的分解




（二）使用以石墨粉作垫层的瓷坩埚熔融。 用碳酸钠样品0.5g，碳酸钠8~10倍，温度： 900~950℃，时间：20~30min。 银坩埚：氢氧化钠用量15~20倍，温度： 600~650℃，时间：透明为止。 处理方法：1、热水、洗衣粉； 2、不能用酸和洗液。 Ni、Fe坩埚与Ag坩埚类似，干扰大一些。
第三节试样的分解
（二）用氢氟酸分解（或加入硫酸、硝酸、高氯酸） 原理：HF与SiO2作用生成SiF4挥发掉： SiO2＋6HF＝H2SiF6＋2H2O H2SiF6＝SiF4↑＋2HF 加硫酸的作用： ① 防止四氟化硅水解：3SiF4＋3H2O=2H2SiF6＋H2SiO3 ②使其中金属氧化物变成溶于盐酸的硫酸盐 ③防止铁和铝的氟化物挥发掉。因： Al2O3＋6HF＝2AlF3↑＋3H2O Fe2O3＋6HF＝2FeF3↑＋3H2O ④硫酸的沸点比HF高，这样多余的HF可通过加热除去。 缺点：生成难分解的硫酸盐