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,但都因为不稳定未能推广开来. 上世纪七十年代初, 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, 七十年代中期氟硅酸钾滴定法国内日见成熟并且得到推广和普及. 实际使用中证实氟硅酸钾滴定法测定硅, 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。上个世纪. 七十年代中后期它代替了大多数原来是由重量法测定的样品. 成为测定常量二氧化硅广泛使用的方法之一。一. 原理: 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 = H2SiF6 3H2O ………(3) H2SiF6 2KCl = 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 K2SiF 6 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。二. 实践: 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 SiF4 ⑴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, 可在加氢氧化钾的同时加入少量过氧化钠助熔. 熔融的容器多用银、镍、铁等坩埚. 其中使用镍坩埚的比较多, 因为镍坩埚耐用, 制备的溶液清亮混入的杂质较少. 使用镍坩埚时,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。碱熔处理样品普遍用于测定各种样品的含硅量. 熔融物的浸取一般用 40~ 50ml 沸水