硅的分析幻灯片课件

硅的分析幻灯片课件 第五章 硅含量的测定 硅的分析幻灯片课件 5 1 重量法5 1 1盐酸脱水重量法 方法原理试样 碳酸钠或苛性钠熔融硅酸钠 水提取 盐酸酸化水溶胶105 110 下烘干1 5 2h硅酸干渣 HCl 过滤 洗涤 灼烧得SiO2 硅的分析幻灯片课件 实验步骤a 称量0 5g试样与1 0g碳酸钠或苛性钠熔融分解后 试样中的硅酸盐全部转变为硅酸钠 b 熔融物用水提取 盐酸酸化 相当量的硅酸以水溶胶状态存在于溶液中 硅的分析幻灯片课件 C 当加入盐酸时 一部分硅酸水溶胶转变为水凝胶析出 为使其全部析出 将溶液在105 110 下烘干1 5 2h 蒸干破坏胶体水化外壳而脱水形成硅酸干渣 硅的分析幻灯片课件 d 再用盐酸润湿 并放置5 10min 使蒸发过程中形成的铁 铝 钛等的碱式盐和氢氧化物与盐酸反应 转变为可溶性盐类而全部溶解 e 过滤 洗涤 将所得硅酸沉淀连同滤纸一起放入铂坩埚 置于高温炉内 逐渐升温至1000 灼烧1h 取出冷却 称重 即得SiO2的质量 硅的分析幻灯片课件 结果计算SiO2的质量分数按下式计算 硅的分析幻灯片课件 方法讨论一次脱水硅酸的回收 依操作条件不同可达97 99 高准确度要求时 必须对残留在滤液中的硅酸解聚 并应用硅酸与钼酸盐形成硅钼酸的颜色反应 光度法测量残余SiO2的质量 再将此质量加到上式的结果中 按下式计算 硅的分析幻灯片课件 沉淀及滤纸放入铂坩埚灼烧时 应先低温灰化 再逐渐升高温度使滤纸全部灰化 目的是防止滤纸尚湿时如果升温过快 将使滤纸部分碳化并渗入沉淀当中 经高温处理亦难以氧化 到后面加HF处理后灼烧时才可除去 这样会导致SiO2含量偏高 硅的分析幻灯片课件 由于蒸干脱水的硅酸沉淀会夹杂某些杂质 沉淀须用氢氟酸和硫酸加热处理 使二氧化硅呈四氟化硅挥发逸出 即向恒重的坩埚中加入0 5mLH2SO4 1 1 和5 7mLHF 加热至冒SO3白烟 用水冲洗坩埚壁 再加热至白烟冒尽 取下 在高温炉中于1000 1100 灼烧15min 取出 在干燥器中冷却20min 称量其质量 反复灼烧及称量 直至恒重 HF处理前后两次称量的质量之差就是SiO2质量 硅的分析幻灯片课件 5 1 2氯化铵重量法 方法原理试样 无水碳酸钠烧结Na2SiO3 盐酸溶解 固体氯化铵沸水浴上加热蒸发硅酸凝聚过滤沉淀灼烧二氧化硅 氢氟酸 失去的质量即为纯二氧化硅的量 加上从滤液中比色回收的二氧化硅量 即为总二氧化硅的量 硅的分析幻灯片课件 实验步骤a 准确称取0 5g试样与1 0g无水碳酸钠烧结 b 盐酸溶解 加固体氯化铵于沸水浴上加热蒸发 使硅酸凝聚 c 滤出的沉淀灼烧后 得到含有铁 铝等杂质的不纯的二氧化硅 d 沉淀用氢氟酸处理后 失去的质量即为纯二氧化硅的量 e 加上从滤液中比色回收的二氧化硅量 即为总二氧化硅的量 硅的分析幻灯片课件 方法讨论在水溶液中绝大部分硅酸以溶胶状态存在 当以浓盐酸处理时 只能使其中一部分硅酸以水合二氧化硅 SiO2 nH2O 的形式沉降出来 其余仍留在溶液中 为了使溶解的硅酸能全部析出 必须将溶液蒸发至干 使其脱水 但费时较长 为加快脱水过程 使用盐酸加氯化铵 既安全 效果也最好 硅的分析幻灯片课件 由于水泥试样中会含有不溶物 如用盐酸直接溶解样品 不溶物将混入二氧化硅沉淀中 从而导致分析结果偏高 在国家标准中规定 水泥试样一律用碳酸钠烧结后再用盐酸溶解 若需准确测定 应以氢氟酸处理 硅的分析幻灯片课件 以碳酸钠烧结法分解试样 应预先将固体碳酸钠用玛瑙研钵研细 而且碳酸钠的加入量要相对准确 需用分析天平称量1 0g左右 若加入量不足 试料烧结不完全 测定结果不稳定 硅的分析幻灯片课件 若加入量过多 烧结块不易脱埚 加入碳酸钠后 要用细玻璃棒仔细混匀 否则试料烧结不完全 用盐酸浸出烧结块后 应控制溶液体积 若溶液太多 则蒸干耗时太长 通常加5rnL浓盐酸溶解烧结块 再以约5mL盐酸 1 1 和少量的水洗净坩埚 硅的分析幻灯片课件 5 2 氟硅酸钾酸碱滴定法 方法原理试料 KOH熔融SiO32 K SiO32 6F 6H K2SiF6 3H2OK2SiF6 3H2O 沸水 2KF H2SiO3 4HF 过滤洗涤 硅的分析幻灯片课件 实验步骤a 称取0 6gKOH置于银坩埚底部少许 准确称量0 1g试样倒入坩埚中 再盖上剩余的KOH b 600 熔融20min 硅的分析幻灯片课件 c 冷却后在强酸介质中 加入氟化钾 氯化钾 可溶性硅酸与F 作用时 能定量地析出氟硅酸钾沉淀 d 该沉淀在沸水中水解析出氢氟酸 可用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定 从而间接计算出样品中二氧化硅的含量 硅的分析幻灯片课件 结果计算SiO2的质量分数 硅的分析幻灯片课件 方法讨论a 试样溶解时用塑料烧杯 过滤沉淀时用涂蜡漏斗或塑料漏斗 而不用玻璃仪器 是为了防止氢氟酸腐蚀玻璃而带入空白 硅的分析幻灯片课件 b 当 SiO2 20 时 采用直接滴定法 即将锥形瓶中溶液加热煮沸1min 立即用NaOH标准滴定溶液滴定释放出的HF 至溶液由黄色变为红紫色为终点 记录消耗的NaOH标准滴定溶液的体积 当 SiO2 20 时 中性煮沸水解不够完全会使结果偏低 此时采用返滴定法 硅的分析幻灯片课件 在有过量碱存在下 迅速中和水解释出的HF 可确保大量硅氟酸钾水解 结果准确 即于锥形瓶中的溶液里加过量NaOH标准滴定溶液 每20mgSiO2约需加10mL0 2500mol LNaOH 加热煮沸 立即以HCl标准滴定溶液滴定过量的NaOH 至紫红色转为黄色为终点 记录消耗的HCl标准滴定溶液的体积 硅的分析幻灯片课件 5 3 硅钼杂多酸光度法 1 方法原理在一定的酸度下 硅酸与钼酸生成黄色硅钼杂多酸 硅钼黄 H8 Si Mo2O7 6 在波长350nm处测量其吸光度 在工作曲线上求得硅含量 若用还原剂进一步将其还原成蓝色硅钼杂多酸 硅钼蓝 也可以在650nm处测量其吸光度 在工作曲线上求得硅含量 此为硅钼蓝光度法 该法更稳定 更灵敏 H4SiO4 12H2MoO4 H8 Si Mo2O7 6 10H2O 硅的分析幻灯片课件 H4SiO4 12H2MoO4 H8 Si Mo2O7 6 10H2O 2 结果计算 硅的分析幻灯片课件 3 方法讨论 硅酸在酸性溶液中能逐渐地聚合 形成多种聚合状态 其中仅单分子正硅酸能与钼酸盐生成黄色硅钼杂多酸 因此正硅酸的获得是光度法测定二氧化硅的关键 硅酸的浓度愈高 溶液的酸度愈大 加热煮沸和放置的时间愈长 则硅酸的聚合程度愈严重 实验中控制二氧化硅浓度在0 7mg mL以下 溶液酸度在0 7mol L以下 则放置8天 也无聚合现象 也可采用返酸化法和氟化物解聚法防止硅酸的聚合 硅的分析幻灯片课件 正硅酸与钼酸铵生成黄色硅钼杂多酸有两种形态 即 硅钼酸和 硅钼酸 硅钼酸被还原后产物呈绿蓝色 max 742nm 不稳定而很少用 硅钼酸被还原后产物呈深蓝色 max 810nm 颜色可稳定8h以上 分析上广泛应用 酸度对其形态影响最大 若硅钼黄测定硅 控制溶液pH 3 0 3 8 若用硅钼蓝光度法测定硅 宜控制生成硅钼黄酸度在pH 1 3 1 5为最佳 硅的分析幻灯片课件 5 4重量法测SiO2 1 原理SiO2 4HF SiF4 2H2O 硅的分析幻灯片课件 2 实验步骤a 准