氟硅酸钾法测定二氧化硅方法的原理、实践、应用.doc

氟硅酸钾法测定二氧化硅方法的原理、实践、应用上世纪七十年代以前,常量硅的测定主要应用重量法,1862年Stolba、1926年Trevere曾提出过氟硅酸钾使用于测定硅的滴定法,,国内外提出了许多实用的方法,也有许多实验室提出了用于不同样品的操作规程,当时问题较多,,是测定常量硅的快、准的方法之一,虽然它使用较多的乙醇,但从总的来看成本不会超过重量法,又能达到快速准确测定硅的目的,所以推广的非常好非常快,这都是深入研究克服了许多缺点,才能有强有力的生命力。。:二氧化硅滴定分析方法都是间接测定方法,氟硅酸钾容量法是应用最广泛的一种,确切的说应该是氟硅酸钾沉淀分离—酸碱碱滴定法。其原理是含硅的样品,经与苛性碱、碳酸钠等共融时生成可溶性硅酸盐,可溶性硅酸盐在大量氯化钾及F-存在下定量生成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸(HF),以标准氢氧化钠溶液滴定。间接计算出二氧化硅的含量。主要反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3=+H2O………(1)Na2SiO3=+2HCl=H2SiO3=+2NaCl………(2)H2SiO3=+3H2F2=H2SiF63H2O………(3)H2SiF62KCl=K2SiF6↓+2HCl………(4)K2SiF6+3H2O=4HF+H2SiO3+2KF……………(5)HF+NaOH=NaF+H2O……………(6)上面(1)是表示含硅样品的分解,也可用HF分解样品。(2)分解后的试样中的硅酸盐在HCl存在下转化为可溶性的H2SiO3(3)(4)H2SiO3在大量氯化钾及F-存在下生成K2SiF6沉淀(5)K2SiF6沉淀溶解生成HF(6)以氢氧化钠标准溶液滴定HF,间接测定硅含量。虽然表面看起来这个过程就是样品溶解—生成K2SiF6—使K2SiF6溶解析出HF—以标准氢氧化钠溶液滴定—计算硅含量,并不复杂,实际应用时却必须注重一些要害的环节,才能得到准确的测定结果。:⒈试液的制备:应用氟硅酸钾滴定法,首先必须使样品中的硅完全转化为可溶性的H2SiO3或SiF4⑴样品用碱(NaOH、KOH、Na2CO3、Na2O2)熔融,使硅完全转化为硅酸钠或硅酸钾。一般使用氢氧化钠熔融,具有温度低、速度较快,含氟较高的试样中的硅不致呈SiF4挥发损失,含铝、钛高的样品,应用氢氧化钾。实践过程中证实:假如能使用氢氧化钾熔融的样品尽量使用氢氧化钾,这是因为一方面用它可以提供更多的K,另一方面制成的试液清亮便于观察。一般样品熔融不加过氧化钠,只有样品不能被氢氧化钾完全分解时,、镍、,因为镍坩埚耐用,,新的镍坩埚应先用无水乙醇擦去油污,放入马弗炉650℃灼烧30min取出于空气中冷却,形成一层很薄的氧化膜可更加耐腐蚀,延长使用寿命,熔融时应预先在电炉上加热将氢氧化钾中的水分赶尽,再入马弗炉600~650℃熔融5~10min或直至熔融完全。~50ml沸水20ml盐酸和10ml硝酸,一般控制体积≤80ml~≥50ml,体积太大会影响氟硅酸钾沉淀,,这样就可以了,若是样品碱熔后,酸化制成的一定体积试液,然后分液测定硅(二氧化硅含量高的样品如硅酸盐等碱熔酸化制成的一定体积试液,然后分液测定硅是不适宜的,因为含硅量高样品在浸取、酸化、稀释到一定体积的试液制备时酸度降低很多,很快会析出硅胶,从而影响测定结果。即使含量较低的样品,也应在试液制备好后立即分液,否则放置时间过长也会有硅胶析出造成结果误差),则分取的部分试液中应补加20ml盐酸和10ml硝酸。⑵用氟酸处理样品:用氟酸处理样品,一般还要加硝酸共同分解样品,对于硅系列的铁合金,由于硅及其它主要成分呈单质状态存在,与氟酸加硝酸溶解反应剧烈往往还要冷却,,还需要在加氟酸和硝酸后加热,假如不加热样品分解不完全,但加热温度超过70℃SiF4↑会挥发损失,在聚四氟乙烯烧杯中低温蒸发至最后一定剩余10~15ml体积,,低温蒸发至最后氟酸体积大于1ml,氟硅酸就可以存在在溶液中,氟酸处理含硅样品时,低温蒸发至一定程度时,就会生成氟硅酸、氟酸和水的恒沸三元体系,恒沸点是116℃恒沸混合物的组成为:硅氟酸36%