SiO2含量测定之欧阳计创编.docx

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SiO2含量测定之欧阳计创编

●烧失量的测定

时间：

2021.02.11

创作：

欧阳计

（1）原理：

试样在1025±25℃的马弗炉中灼烧，驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化。

（2）仪器设备：

①马弗炉。

②瓷坩埚。

（3）步骤：

称取试样1g，精确至0.0001g，置于已灼烧恒重的坩埚中，将盖斜置于坩埚上，放于高温炉中，从低温逐渐升温至1025±25℃，灼烧1h,取出坩埚于干燥器中，冷却至室温称重，再灼烧15min，称量，反复操作直至恒重。

（4）结果表述：

烧失量的质量分数按下式计算。

式中  ωLOI——烧失量的质量分数，％；        m样——试样的质量，g；        m1——灼烧后试样的质量，g。

所得结果应表示至两位小数。

（5）允许差

含量范围

允许差（%）

≤1.00

0.05

1.01~5.00

0.10

>5.00

0.15

（6）讨论：

①骤加高温会引起试样中烧失量急速挥发，造成试样的飞溅损失，使分析结果有误差；

②灼烧后试样吸水性很强，所以冷却时间必须固定，称量迅速，以免吸收空气中的水分使结果偏低。

●二氧化硅的测定

（1）原理：

硅的测定可利用重量法。

将试样与固体氯化铵混匀后，再加盐酸分解，其中的硅成硅酸盐凝胶沉淀下来，经过滤、洗涤，在瓷坩埚中于950℃灼烧至恒重，称量求其质量，得到二氧化硅含量。

本法测定结果约较标准法高0.2%左右。

若改用铂坩埚在1100℃灼烧恒重、经氢氟酸处理后，测定结果与标准法结果误差小于0.1%。

（2）仪器试剂：

马弗炉、瓷坩埚、干燥器和坩埚钳；NH4Cl（固），HCl（浓，6mol·dm-3，2mol·dm-3），HNO3（浓），AgNO3（0.1mol·dm-3）。

（3）步骤：

准确称取0.4g试样，置于50cm3烧杯中，加入2.5~3g固体NH4Cl，用玻璃棒混匀，滴加浓HCl至试样全部润湿（一般约需2cm3），并滴加浓HNO32~3滴，搅匀。

盖上表面皿，置于沸水浴上，加热1min，加热水约40cm3，搅动，以溶解可溶性盐类。

过滤，用热水洗涤烧杯和沉淀，直至滤液中无Cl-离子为止。

（用AgNO3检验），弃去滤液。

将沉淀连同滤纸放入已恒重的瓷坩埚中，低温干燥、炭化并灰化后，于1000℃灼烧30min取下，置于干燥器中冷却至室温，称重。

再灼烧，直至恒重。

计算试样中SiO2的含量。

（4）结果表述：

二氧化硅含量（%）=（m2-m1）/m

式中：

m1——恒重坩埚质量，g；

m2——灼烧后坩埚与试样质量，g；

m——试料质量，g。

所得结果应表示至二位小数。

（5）允许差：

含量范围

允许差（%）

≤60

0.30

>60

0.40

（6）讨论：

灰化时需从低温开始，并逐渐升温至沉淀变白，然后于950~1000℃高温炉中灼烧。

如开始时骤加高温，灰化不易完全，这时可能会生成黑色碳化硅。

即使在高温下长时间灼烧，也难使沉淀变白而完全转化为二氧化硅，常使分析结果偏低。

●溶样

准确称取约2g水泥样品于250cm3烧杯中，加入8gNH4Cl，搅拌20min混匀。

加入浓HCl12cm3，使试样全部润湿，再滴加浓HNO34~8滴，搅匀，盖上表面皿，置于已预热的沙浴上加热20~30min，直至无黑色或灰色的小颗粒为止。

取下烧杯，稍冷后加热水40cm3，搅拌使盐类溶解。

冷却后，连同沉淀一起转移到500cm3容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀后放置1~2h，让其澄清。

然后，用洁净干燥的虹吸管吸取溶液于洁净干燥的400cm3烧杯中保存，作为测Fe、Al、Ca、Mg等元素之用。

●氧化镁、氧化钙的测定

（1）准备工作：

1 甲基橙指示剂溶液（0.1%）：

称取甲基橙0.1g溶于100ml水中。

2三乙醇胺溶液（1+2）：

取三乙酸铵（密度1.12g/cm3）1体积与水2体积混匀。

4.43 氢氧化钾溶液（4mol/L）：

称取氢氧化钾224g，溶于1L水中。

3盐酸（1+1）:

取盐酸（密度1.19g/cm3）1体积与水1体积混匀。

4 氨-氯化氨缓冲溶液（pH≈10）：

称取54.0g氯化铵，溶于水，加350mL氨水，稀释至1000mL，保存于塑料瓶中。

5 氨水（1+1）：

取氨水（密度0.90g/cm3）1体积与水1体积混匀。

6 甲基百里酚蓝络合指示剂：

称取甲基百里酚蓝0.2g，加硝酸钾20g，研细。

7 钙指示剂：

0.5%水溶液。

8铬黑T：

称取铬黑T0.1g,加氯化钠10g,研细。

9氟化钾：

2%

（2）原理：

氧化钙和氧化镁的测定，采用EDTA络合滴定法

 以氟化钾消除硅酸对钙的干扰，在三乙醇胺存在下，于pH>13时，钙指示剂作指示剂，用EDTA标准溶液滴定钙；

用氟化钾抑制硅酸钙的形成并掩蔽锆、铝、钛，用三乙醇胺掩蔽铁，在氨性溶液中，用EDTA标准溶液滴定钙、镁合量，用差减法求出氧化镁的含量。

（3）仪器试剂：

加热器，烧杯（250mL，1L）,容量瓶（1L2L），玻璃棒，锥形瓶（250mL），酸式滴定管，碱式滴定管，移液管（５，１０，２５，５０），量筒（５００，５０，１０，）

碳酸钙，甲基橙指示剂溶液（0.1%）,三乙醇胺溶液（1+2）,氢氧化钾溶液（4mol/L）,乙二胺四乙酸钠,（1+2）三乙醇溶液,钙指标剂,铬黑T，（1+1）盐酸，氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10），氨水（1+1），甲基百里酚蓝指示剂

（4）步骤：

1 氧化钙标准溶液（1mg/mL）的配制：

称取经110℃烘2h的碳酸钙1.7848g，置于250mL烧杯中，滴加（1+1）盐酸溶解，煮沸片刻，冷却至室温，移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。

此液每毫升含氧化钙1mg。

2 EDTA标准溶液（0.01mol/L）的配制：

称取7.4g乙二胺四乙酸钠，置于1L烧杯中，加水约500mL，搅拌至完全溶解后，移入2L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

标定：

吸取氧化钙标准溶液（4.58）5mL，置于250mL烧杯中，加（1+2）三乙醇溶液5mL，氢氧化钾溶液（4mol/L）5mL，补水至200mL，加入钙指标剂50mg，用EDTA标准溶液（0.01mol/L）滴定至荧光绿消失，突变成玫瑰红色即为终点。

EDTA标准溶液的摩尔浓度M及对氧化钙、氧化镁的滴定度TCaO、TMgO由式（3）、（4）、（5）表示：

M=w/（56.8v）…………………………………………………（3）

TCaO=56.08M…………………………………………………（4）

TMgO=40.30M…………………………………………………（5）

式中：

M——EDTA标准溶液的摩尔浓度，mol/L；

W——吸取钙标准溶液中含氧化钙的质量，mg；

V——消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

56.08——氧化钙的摩尔质量，g/mol；

40.30——氧化镁的摩尔质量，g/mol；

TCaO——EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；

TMgO——EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；

3 氧化钙的测定：

分取试液25.00mL于250mL烧杯中，加7—10毫升2%氟化钾溶液，搅拌均匀后，放置5-10分钟，加甲基橙指示剂溶液（0.1%）1滴，三乙醇胺溶液（1+2）5ml，滴加氢氧化钾溶液（4mol/L）至黄色，再加过量10mL，补水至200mL，加入钙指标剂少许，用EDTA标准溶液（0.01mol/L）滴定至由紫红色变为纯蓝色即为终点。

同时做一空白试验。

4氧化镁的测定：

分取25.0mL于250mL烧杯中，加7—10毫升2%氟化钾溶液，搅拌均匀后，放置5-10分钟，加三乙醇胺溶液（1+2）5mL，氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）25mL、氨水（1+1）25mL，补水至200mL，加铬黑T少许，用EDTA标准溶液（0.01mol/L）滴定至由紫红色变为蓝绿色即为终点。

同时做一空白试验。

5 结果表述

氧化钙、氧化镁的百分含量分别由式（17）、（18）计算：

………………………………（17）

式中：

V1——滴定试液时消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；

V2——空白试验消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；

TCaO——EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；

m——试料质量，g；

a——分取试液体积与总体积之比。

所得结果应表示至二位小数。

式中：

Ｖ3——测定钙镁合量时，试液消耗ＥＤＴＡ标准的体积，mL；

Ｖ4——测定钙镁合量时，空白试验消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；

V1、V2——与式（17）中相同；

TMgO——EDTA标准溶液对氧化镁的滴定度，mg/mL；

m——试料质量，g；

a——分取试液体积与总体积之比。

所得结果应表示至二位小数。

6允许差

含量范围

允许差（%）

≤0.10

0.05

0.11~1.00

0.10

>1.00

0.15

●三氧化二铝含量测定

（1）原理

三氧化二铝的测定，采用氟化物取代，EDTA络合滴定法。

（2）仪器药品

1.EDTA标准溶液（0.02mol/L）

配制：

称取37.5g乙二胺四乙酸二钠，先用少量水溶解，再用水稀释至5000mL。

标定：

铝丝标定

2.甲基橙指示剂溶液（0.1%）

3.氨水（1+9）

4．乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）

5.二甲酚橙指示剂溶液

6.乙酸锌标准溶液（0.02mol/L）

7.氟化钠

8.盐酸（1+19

（3）步骤测定：

分取试液B25.0mL，置于500mL三角瓶中，加入EDTA标准溶液（0.02mol/L）30mL（Al2O3含量较高时，可适当增加EDTA标准溶液的毫升数），加热使溶液保持50℃左右，加入甲基橙指示剂溶液（0.1%）1滴，用氨水（1+9）调至溶液变成橙色，再加盐酸（1+19）调成微红色，再过量2滴，此时溶液的pH约为3.8~4。

微沸3~5min，流水冷却至室温，加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）10mL，二甲酚橙指示剂溶液（0.2%）5滴，用乙酸锌标准溶液（0.02mol/L）滴定至由黄色突变为微红色。

加入2g氟化钠（加入氟化钠后试液的颜色如不是黄色，可滴加盐酸（1+19）使其变为黄色），加热煮沸5min，流水冷却至室温，补加乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）5mL，再补加二甲酚橙指示剂溶液（0.2%）1滴，继续用酸锌标准溶液（0.02mol/L）滴定至溶液由黄色变为微红色。

（4）计算公式

式中：

V——第二次消耗的乙酸锌标准溶液的体积，mL；

T ——EDTA标准溶液对三氧化二铝的滴定度，mg/mL；

K——1mL乙酸锌标准溶液相当于EDTA标准溶液毫升数（即对滴时的体积比）；

m——试料质量，g；

a——分取试液的体积与总体积之比；

0.638——二氧化钛换算三氧化二铝的系数。

所得结果应表示至二位小数。

（4）允许差：

含量范围

允许差（%）

≤10.00

0.10

10.01~20.00

0.30

>20.00

0.40

●三氧化二铁的测定

（1）原理：

三氧化二铁含量的测定，采用邻菲罗啉光度法或火焰原子吸收分光光度法。

 邻菲罗啉光度法：

分取碱熔之滤液或酸溶之溶液，用柠檬酸掩蔽共存干扰离子，以抗坏血酸将三价铁还原成二价后，在pH≈3的溶液中，加邻菲罗啉使与Fe2+共成桔红色络合物，在分光光度计上于510nm处测吸光度。

（2）步骤：

1三氧化二铁标准溶液（0.1mg/ml）的配制：

准确称取0.2159g分析纯硫酸铁胺，假如少量水及20ml6mol/L盐酸使其溶解，移至250ml容量瓶中，用水稀释至刻度摇匀。

2标准曲线的绘制：

取三氧化二铁标准溶液（4.56）50mL，用水稀释至500mL，此溶液每毫升含三氧化二铁0.01mg。

取每毫升含三氧化二铁0.01mg的标准溶液5.0，10.0，15.0，20.0mL，分别置于50mL容量瓶中，加抗坏血酸溶液（1％）3mL，摇匀，放置10min。

加柠檬酸溶液（1mol/L）3mL、对硝基苯酚指示剂溶液（0.5%）1滴，滴加氨水（1+1）调至黄色，滴加盐酸（1+1）10滴，加乙酸-乙酸钠缓冲溶液5mL、邻菲罗啉溶液（0.4%）3mL，用水稀释至刻度。

放置15min，在分光光度计以上以试剂空白作参比，于波长510nm处，用1cm比色皿，测定其吸光度。

绘制吸光度-Fe2O3浓度标准曲线。

3 邻菲罗啉光度法

 测定：

分取试液A或B25.0mL于100mL容量瓶中（Fe2O3含量较高时，可少取样，大稀释），加抗坏血酸溶液（1％）3mL，摇匀，放置10min。

加柠檬酸溶液（1mol/L）3mL、对硝基苯酚指示剂溶液（0.5%）1滴，滴加氨水（1+1）调至黄色，滴加盐酸（1+1）10滴，加乙酸-乙酸钠缓冲溶液5mL、邻菲罗啉溶液（0.4%）3mL，用水稀释至刻度。

放置15min，在分光光度计以上以试剂空白作参比，于波长510nm处，用1cm比色皿，测定其吸光度。

（3）结果表述：

三氧化二铁的含量由下式计算：

Fe2O3（%）=c/（1000ma）*100

式中：

c——在标准曲线上查得的三氧化二铁的浓度，mg/100mL；

m——试料质量，g；

a——分取试液体积与总体积之比。

所得结果应表示至二位小数。

（3）允许差

含量范围

允许差（%）

≤0.50

0.05

0.51~1.00

0.10

1.01-2.00

0.15

时间：

2021.02.11

创作：

欧阳计