二氧化硅檢測方法哪個准

1. 二氧化硅含量的測定

二氧化硅含量的測定方法很多，包括重量法、滴定法以及分光光度法。

3.4.1.1 重量法測定二氧化硅

硅酸鹽分析中二氧化硅含量的測定常採用重量法。重量法一般包括二次鹽酸蒸干脫水法、一次鹽酸蒸干脫水法、氯化銨法、聚環氧乙烷凝聚重量法、動物膠凝聚重量法。

鹽酸蒸干脫水法的原理：將試樣與鹼共熔，使不溶性的二氧化硅生成可溶性的硅酸鹽，經過酸化處理使其以硅酸形式沉澱出來。為使硅酸溶膠凝聚、脫水、沉澱完全，常常以鹽酸為脫水劑蒸干、脫水、過濾，將所得沉澱灼燒至恆量。

氯化銨法的原理：在含硅酸的濃鹽酸溶液中，加入足量氯化銨，水浴或沙浴加熱10～15min，使硅酸迅速脫水析出。利用氯化銨的水解反應奪取硅酸中的水分，加速硅酸的脫水，並且由於氯化銨的存在降低了硅酸對其他組分的吸附，以得到純凈的沉澱。

聚環氧乙烷凝聚重量法的原理：將試料用碳酸鈉熔融，鹽酸浸取，蒸發至小體積，加聚環氧乙烷凝聚硅酸，過濾，灼燒，稱重。加氫氟酸、硫酸處理，使硅以四氟化硅形式除去，再灼燒，稱重。處理前後質量之差即為沉澱中的二氧化硅含量。殘渣用焦硫酸鉀熔融，水提取並入二氧化硅濾液中。經解聚後用鉬藍分光光度法測定濾液中殘余的二氧化硅，兩者之和即為試樣中二氧化硅的含量。

動物膠凝聚重量法的原理：將試樣用碳酸鈉熔融，鹽酸浸取，蒸發至濕鹽狀，加鹽酸，用動物膠凝聚硅酸，過濾，灼燒，稱重。加氫氟酸、硫酸處理，使硅以四氟化硅形式除去，再灼燒，稱重。處理前後質量之差為沉澱中的二氧化硅含量。殘渣用焦硫酸鉀熔融，水提取並入二氧化硅濾液中。經解聚後用鉬藍分光光度法測定濾液中殘余的二氧化硅，兩者之和即為試樣中二氧化硅的含量。

以上方法中，比較常用的是鹽酸蒸干脫水法和動物膠凝聚法。鹽酸蒸干脫水法是非常經典的方法，適用於高含量二氧化硅的測定，方法的准確度比較高，但分析流程長，操作煩瑣。聚環氧乙烷法和動物膠凝聚法適用於二氧化硅含量大於5%的硅酸鹽岩石中二氧化硅含量的測定，也適用於土壤和水系沉積物中二氧化硅含量的測定，這兩種重量法速度較快、回收率高，但漏失量達1%～2%。

應用重量法測定二氧化硅時，需要注意的是：正確掌握蒸干、凝聚條件、凝聚後的體積以及沉澱過濾的方法。一般例行分析中，不需要對濾液中的二氧化硅進行校正，但在精密分析中需進行校正。

3.4.1.2 滴定法測定二氧化硅

氟硅酸鉀滴定法測定二氧化硅是一種間接滴定法，即氟硅酸鉀沉澱分離-酸鹼滴定法，廣泛應用於水泥、冶金、新型無機材料、玻璃製品及其原料中二氧化硅的測定。

氟硅酸鉀容量法的基本原理：在鎳坩堝中，以KOH(或NaOH和Na₂CO₃)作熔劑，將試樣熔融，然後用硝酸分解熔融物。在過量的氟離子和鉀離子存在的強酸性溶液中，使硅酸形成氟硅酸鉀沉澱(K₂SiF₆)，經過濾、洗滌、沉澱及中和濾紙上的殘余酸後，加沸水，使氟硅酸鉀沉澱水解生成定量的氫氟酸，以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標准溶液進行滴定，由消耗氫氧化鈉標准溶液的體積計算二氧化硅的含量。

氟硅酸鉀測定二氧化硅的關鍵兩步是控制生成沉澱以及沉澱的洗滌、中和殘余酸。具體實驗條件(如酸度、溫度、KCl、KF加入量等)可參照國標選擇。目的是盡可能使所有H₂SiO₃全部轉化為K₂SiF₆沉澱，並且要防止K₂SiF₆水解損失。

氟硅酸鉀容量法檢測結果准確，費時較少，但測定條件要求較高，影響因素較多，而且與操作者熟練程度有很大的關系。

3.4.1.3 分光光度法測定二氧化硅

試樣中SiO₂含量在2%以下時，宜用分光光度法測定，分為硅鉬黃和硅鉬藍分光光度法兩種。

硅鉬黃法是在一定條件下單硅酸與鉬酸銨反應，生成黃色可溶性硅鉬雜多酸配合物，在一定濃度范圍內，黃色配合物的吸光度與硅酸的濃度成正比，於440nm波長處測定其吸光度，進而求得二氧化硅的濃度。

硅鉬藍法是把硅鉬黃法生成的硅鉬黃用還原劑還原成藍色的配合物(即硅鉬藍)。在一定濃度范圍內，藍色配合物的吸光度與硅酸的濃度成正比，於680nm波長處測定其吸光度，進而求得二氧化硅的濃度。

比較這兩種方法的測定原理可發現:「硅鉬藍法」是在「硅鉬黃法」的基礎上多了一步還原顯色反應，所以「硅鉬藍法」的操作步驟要多一些，操作時間也要長一些。硅鉬黃法可以測出比硅鉬藍法含量較高的二氧化硅，即硅鉬藍法檢出限更低，靈敏度更高。因此在一般分析中，對少量二氧化硅的測定都採用硅鉬藍分光光度法。

用分光光度法測定二氧化硅時，最關鍵的問題是必須將試樣中的硅全部轉入溶液中，並以單分子硅酸狀態存在。因此在制備試樣溶液時，為了獲得穩定的單硅酸溶液，一般多用碳酸鉀(碳酸鈉)-硼砂混合溶劑(2∶1)、苛性鈉或苛性鉀分解試樣，並且採用逆酸化法，即以熔劑熔融後用水浸出所製得的鹼性溶液，迅速倒入稀鹽酸中，使溶液由鹼性迅速越過pH=3～7的范圍，成為pH=0.5～2的酸性溶液，這樣可大大地減少聚合硅酸的形成。另外，溶液的酸度、溫度以及共存離子等因素對測定結果都有影響，因此應根據實際情況採取相應措施以減少或消除其可能產生的誤差。

總之，測定二氧化硅含量的各種方法各有優缺點，實際應用中要根據待測試樣的具體特點進行分析，以選取合適的測定方法。

2. 水泥中二氧化硅的測定

摘要 氟硅酸鉀容量法是測定水泥中二氧化硅的間接方法。試樣經熔劑苛性鹼（KOH）在溫度650～700℃熔融後，加入硝酸使硅生成游離硅酸。在有過量的氟、鉀離子存在的強酸性溶液中，使硅形成氟硅酸鉀（K2SiF6）沉澱，經過濾、洗滌及中和殘余酸後，加沸水使氟硅酸鉀沉澱水解生成等物質的量的氫氟酸，然後以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標准滴定溶液進行滴定，終點顏色為粉紅色。

3. 礦石中二氧化硅的含量怎麼測定有國標或行標的方法么

二氧化硅的測定主要有重量法和比色法
重量法有動物膠凝聚法、高氯酸硫酸脫水法、鹽酸蒸干脫水法等
比色法歷隱主要是硅鉬藍光度法。

我國國家標准有：
GB/T 6730.9—2006《鐵礦石 硅含量的測大爛拿定 硫酸亞鐵銨還原-硅鉬藍分光光度法》
GB/T 6730.10-1986《鐵礦石化學分析方法 重量法測定硅量》
國際標准有：ISO 2598—1—1992《鐵礦石 硅含量測定—第1部分：重量分滾搭析法》
ISO 2598—2—1992《鐵礦石 硅含量測定—第2部分：還原鉬酸硅分光光度法》

4. 二氧化硅怎麼檢驗

二氧化硅的測定方法有多種，下面逐一將不同方法作簡單介紹。

1 揮散法

若某個試樣中二氧化硅的含量在98%以上，應用氫氟酸揮發重量差減法（即揮散法）來測定SiO2含量。具體測定步驟如下：
將鉑坩堝中測定過燒失量的試樣，用少量水潤濕，加入4～5滴硫酸及5～7mL氫氟酸，放在電爐上低溫加熱，揮發至近干時，取下放冷，再加2～3滴硫酸及3～4mL氫氟酸，繼續加熱揮發至干，然後升高溫度，至三氧化硫白煙完全逸盡。將鉑坩堝置於高溫爐中，於950℃溫度下灼燒30分鍾，取出放在乾燥器中冷至室溫，稱重。如此反復灼燒，直至恆重。
SiO2=×100
G1——測燒失量時灼燒後試樣和坩堝的重量,g；
G2——殘渣和坩堝的重量,g；
G——試樣的重量，g；
若試樣中SiO2含量在98%以下，採用上述方法測定SiO2將引起較大的誤差。這種情況下，宜採用重量法或氟硅酸鉀容量法來測定。

2 重量法

對可溶於酸的試樣，可直接用酸分解。對不能被酸分解的試樣，多採用Na2CO3作熔劑，用鉑坩鍋於高溫爐中熔融或燒結之後酸化成溶液，再在電爐上用蒸發器皿蒸發至干，然後加酸煮沸，並置於水浴鍋上在溫度60℃～70℃的范圍內，加入動物膠，使硅酸凝聚，然後加水溶解可溶性鹽類，過濾分離出硅酸沉澱物。在瓷坩堝內於電爐上灰化，最後於高溫爐中950℃灼燒至恆重。冷卻，稱重，即得到SiO2的含量。
重量法的准確度較高。但對於一些特殊樣品，如螢石CaF2，由於含有較大量的氟，會使試樣中的Si以SiF4形式揮發掉，不能用重量法測定。還有重晶石以及鋯含量較高的樣品、鈦含量較高的樣品，在重量法的條件下形成硅酸的同時，生成其它沉澱，夾雜在硅酸沉澱中。所以這些特殊樣品不能用重量法來測定。這種情況下可用氟硅酸鉀容量法來測定SiO2的含量。

3 容量法

對可溶於酸的試樣，直接用硝酸分解，不能被酸分解的試樣多採用KOH在鎳坩堝中熔融，然後用硝酸分解熔融物。加酸後生成游離的硅酸，在過量的氟離子和鉀離子存在下，硅酸與氟離子作用形成氟硅酸離子，進而與鉀離子作用生成氟硅酸鉀沉澱，該沉澱在熱水中水解生成相應量的氫氟酸，用氫氧化鈉標准溶液滴定，由消耗氫氧化鈉標准溶液的體積計算二氧化硅的含量。由於該法的測定條件要求較高，影響因素又多。所以本法與操作者掌握操作的熟練程度有很大關系，但只要熟練掌握此法，檢測結果准確，費時較少。
4 比色法

試樣中SiO2含量在2%以下時，宜用比色法測定。比色法有硅鉬黃和硅鉬蘭兩種。硅鉬黃法基於單硅酸與鉬酸銨在適當的條件下生成黃色的硅鉬酸絡合物（硅鉬黃）；而硅鉬蘭法把生成的硅鉬黃用還原劑還原成蘭色的絡合物（硅鉬蘭）。在規定的條件下，由於黃色或藍色的硅鉬酸絡合物的顏色深度與被測溶液中SiO2的濃度成正比，因此可以通過顏色的深度測得SiO2的含量。硅鉬黃法可以測出比硅鉬蘭法含量較高的SiO2，而後者的靈敏度卻遠比前者要高。因此在一般分析中，對少量SiO2的測定都採用硅鉬蘭比色法。用比色法測定SiO2時，最關鍵的問題是必須將試樣中的硅全部轉入溶液並以單分子硅酸狀態而存在。因此在制備試樣溶液時，為了獲得穩定的單硅酸溶液，一般多用碳酸鉀（碳酸鈉）—硼砂混合溶劑（2：1）、苛性鈉或苛性鉀分解試樣，並且採用逆酸化法，即以熔劑熔融後用水浸出所製得的鹼性溶液，迅速的倒入稀鹽酸溶液中，使溶液由鹼性迅速越過pH3～7的范圍，到達pH 0.5～2微酸性溶液，這樣可大大地減少聚合硅酸的形成。另外溶液的酸度、溫度以及共存離子等因素都對測定結果有所影響，因此應根據實際情況採取相應措施減少或消除其可能產生的誤差。
總之，這四種測定SiO2含量的方法各有優缺點，要根據待測試樣的具體特點來分析，制定出合適的測定方法。

參考文獻
1 建築材料科學研究院編著.玻璃陶瓷化學成分分析.北京：中國
建築工業出版社.1985.13
2 建築材料科學研究院編著.水泥化學分析.北京：中國建築工業
出版社.1982.236

5. 二氧化硅在分光光度法中哪個波長反應最好

二氧化硅測定方法
二氧化硅測定方法二氧化硅的測定方法有原子吸收分光光度法、重量法和光度法。光度法包括鉬酸鹽光度法（即硅鉬黃法）和鉬酸鹽還原光度法（硅鉬藍法）。鉬酸鹽還原光度法的靈敏度較鉬酸鹽光度法約高5倍。鉬酸鹽還原法運用的濃度范圍為0.04—2mg/L，鉬酸鹽法為0.4—25 mg/L。水樣應保存於聚乙烯瓶中，因為玻璃瓶會溶出硅而污染水樣，尤其是鹼性水。硅鉬黃光度法一、原理在PH約1.2時,鉬酸銨與硅酸，生成黃色可溶性的硅鉬雜多酸絡合物，在一定濃度范圍內，其黃色與二氧化硅的濃度成正比，可於波長410nm處測定其吸光度並與硅標准曲線對照，求得二氧化硅的濃度。色度及濁度的干擾，可以採用補償法（不加鉬酸銨的水樣為參比）予以消除。丹寧、大量的鐵、硫化物和磷酸鹽干擾測定，加入草酸能破壞磷鉬酸，消除其干擾並降低丹寧的干擾。在測定條件下，加入草酸（3 mg/ml），樣品中含鐵20 mg/L、硫化物10 mg/L、磷酸鹽0.8 mg/L、丹寧酸30 mg/L以下時，不幹擾測定。本法最低檢測濃度為0.4 mg/L，測定上限25 mg/L二氧化硅。測定最適宜范圍為0.4－20 mg/L。適用於天然水樣分析，也可用於一般環境水樣分析。二、儀器鉑坩堝，30－50ml分光光度計三、試劑配製試劑用水應為蒸餾水，離子交換水可能含膠態的硅酸而影響測定，不宜使用。1：1鹽酸溶液鉬酸銨試劑：溶解10g鉬酸銨｛（NH4）6Mo7O24·4H2O｝於水中（攪拌並微熱），稀至100 ml。如有不溶物可過濾，用氨水調至PH 7－8。7.5%（M／V）草酸溶液：溶解7.5g草酸（H2C2O4）於水中，稀釋至100 ml。二氧化硅貯備液：稱取高純石英砂（SiO2）0.2500g置於鉑坩堝中，加入無水碳酸鈉4g，混勻，於高溫爐中，在1000℃溶融1小時，取出冷卻後，放入塑料燒杯中用熱水溶取。用水洗凈坩堝與蓋，移入250 ml容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。貯於聚乙烯瓶中，此溶液每亳升含1.00 mg二氧化硅（SiO2）。
二氧化硅標准溶液：吸取50.0ml貯備溶液，稀釋至500ml。用聚乙烯瓶密封保存,此溶液每毫升含0.10mg二氧化硅。四、步驟1．標准曲線的繪製取每毫升含0.10mg的二氧化硅標准溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 ml，分別移入50 ml比色管中，加水稀釋至標線；迅速順次加入1.0 ml 1＋1鹽酸溶液、2.0 ml鉬酸銨試劑，至少上下倒置6次，使之混合均勻，然後放置5－10min，加入2.0 ml草酸溶液，再充分混勻。從加入草酸溶液後的時間算，在2－15min內進行測量，波長採用410nm，比色皿光徑10mm，以水為參比，測量吸光度，並作空白校正，繪制標准曲線。2．水樣的測定取適量清澈透明水樣（必要時過濾）置50 ml比色管中，用與標准曲線繪制相同的步驟進行操作，測量吸光度。計算二氧化硅（Si02，mg／L）＝M／V×1000*M—由標准曲線查得的二氧化硅量（mg）；*V—水樣體積（ml）.
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二氧化硅測定方法
二氧化硅測定方法
二氧化硅的測定方法有原子吸收分光光度法、重量法和光度法。光度法包括鉬酸鹽光度法（即硅鉬黃法）和鉬酸鹽還原光度法（硅鉬藍法）。鉬酸鹽還原光度法的靈敏度較鉬酸鹽光度法約高5倍。鉬酸鹽還原法運用的濃度范圍為0.04—2mg/L，鉬酸鹽法為0.4—25 mg/L。
水樣應保存於聚乙烯瓶中，因為玻璃瓶會溶出硅而污染水樣，尤其是鹼性水。
硅鉬黃光度法
一、原理
第 1 頁
在PH約1.2時,鉬酸銨與硅酸，生成黃色可溶性的硅鉬雜多酸絡合物，在一定濃度范
圍內，其黃色與二氧化硅的濃度成正比，可於波長410nm處測定其吸光度並與硅標准曲線對照，求得二氧化硅的濃度。
色度及濁度的干擾，可以採用補償法（不加鉬酸銨的水樣為參比）予以消除。

6. 任務硅酸鹽中二氧化硅的測定

實訓准備

岩石礦物分析

任務分析

一、硅酸鹽中二氧化硅含量的測定方法簡述

硅酸鹽中二氧化硅的測定方法較多，通常採用重量法（氯化銨法、鹽酸蒸干法等）和氟硅酸鉀容量法。對硅含量低的試樣，可採用硅鉬藍光度法和原子吸收分光光度法。測定方法如圖8-5所示。

圖8-5 二氧化硅測定方法

二、重量法

測定二氧化硅的重量法主要有氫氟酸揮發重量法和硅酸脫水灼燒重量法兩類。氫氟酸揮發重量法是將試樣置於鉑坩堝中經灼燒至恆重後，加氫氟酸-硫酸（或氫氟酸-硝酸）處理後，再灼燒至恆重差減法計算二氧化硅的含量。該法只適用於較純的石英樣品中二氧化硅的測定，無實用意義。而硅酸脫水灼燒重量法則在經典和快速分析系統中均得到了廣泛的應用。其中，兩次鹽酸蒸干脫水重量法是測定高、中含量二氧化硅的最精確的、經典的方法；採用動物膠、聚環氧乙烷、十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）等凝聚硅酸膠體的快速重量法是長期應用於例行分析的快速分析方法。下面重點介紹兩次鹽酸蒸干法和動物膠凝聚硅酸的重量法。

1.硅酸的性質和硅酸膠體的結構

硅酸有多種形式，其中偏硅酸是硅酸中最簡單的形式。它是二元弱酸，其電離常數K₁、K₂分別為10^-9.3和10^-12.16。在pH＝1～3 或pH＞13 的低濃度（＜1mg/mL）硅酸溶液中，硅酸以單分子形式存在。當pH＝5～6時，聚合速率最快，並形成水溶性甚小的二聚物。所以，在含有EDTA、檸檬酸等配位劑配合Fe^（Ⅲ）、Al、U^（Ⅳ）、Th等金屬離子以抑制其沉澱的介質中，滴加氨水至pH＝4～8，硅酸幾乎可完全沉澱。這是硅與其他元素分離的方法之一。

天然石英和硅酸鹽岩石礦物試樣與苛性鈉、碳酸鈉共熔時，試樣中的硅酸鹽全部轉變為偏硅酸鈉。熔融物用水提取，鹽酸酸化時，偏硅酸鈉轉變為難離解的偏硅酸，金屬離子均成為氯化物。反應式如下：

Na₂SiO₃＋2HCl→H₂SiO₃＋2NaCl

KAlO₂＋4HCl→KCl＋AlCl₃＋2H₂O

NaFeO₂＋4HCl→FeCl₃＋NaCl＋2H₂O

MgO＋2HCl→MgCl₂＋H₂O

提取液酸化時形成的硅酸存在三種狀態：一部分呈白色片狀的水凝聚膠析出；一部分呈水溶膠，以膠體狀態留在溶液中；還有一部分以單分子溶解狀態存在，能逐漸聚合變成溶膠狀態。

硅酸溶膠膠粒帶負電荷，這是由於膠粒本身的表面層的電離而產生。膠核（SiO₂）_m

表面的SiO₂分子與水分子作用，生成H₂SiO₃分子，部分的H₂SiO₃分子離解生成

和H^＋，這些

又吸附在膠粒的表面。交替的結構如圖8-6所示。

圖8-6 硅酸膠體結構

顯然，硅酸溶膠膠粒均帶有負電荷，同性電荷相互排斥，降低了膠粒互相碰撞而結合成較大顆粒的可能性。同時，硅酸溶膠是親水性膠體，在膠體微粒周圍形成緊密的水化外殼，也阻礙著微粒互相結合成較大的顆粒，因而硅酸可以形成穩定的膠體溶液。若要使硅酸膠體聚沉，必須破壞其水化外殼和加入強電解質或帶有相反電荷的膠體，以減少或消除微粒的電荷，使硅酸膠體微粒凝聚為較大的顆粒而聚沉。這就是在硅酸鹽系統分析中測定二氧化硅的各種凝聚重量法的原理。

2.硅酸蒸干脫水重量法

試樣與碳酸鈉或苛性鈉熔融分解，用水提取，鹽酸酸化後，相當量的硅酸以水溶膠狀態存在於溶液中。當加入濃鹽酸時，一部分水溶膠轉變為水凝聚膠析出。為了使其全部析出，一般將溶液蒸干脫水，並在溫度為105～110℃下烘乾1.5～2 h。再將蒸干破壞了膠體水化外殼而脫水的硅酸干渣用濃鹽酸潤濕，並放置5～10min，使蒸發過程中形成的鐵、鋁、鈦等的鹼式鹽和氫氧化物與鹽酸反應，轉變為可溶性鹽類而全部溶解，過濾，將硅酸分離出來。所得硅酸經沉澱洗凈後，連同濾紙一起放入鉑坩堝內。置於高溫爐中，逐步升溫，使其乾燥並使濾紙碳化、灰化，在升溫至1000℃灼燒1h，取出冷卻稱重即得二氧化硅的質量。

硅酸蒸干脫水時，硅酸沉澱完全的程度及其吸附包裹雜質的情況，與介質、酸度、鹼金屬氯化物濃度、攪拌情況、烘乾時間與溫度、過濾時的洗滌方法等有關。一般在鹽酸介質中並經常攪拌，嚴格控制烘乾時間和溫度。蒸干後，用鹽酸處理干渣時，過濾前加水稀釋，控制鹽酸濃度為18%～25%。

由於硅酸沉澱具有強烈的吸附能力，所以在析出硅酸時，總是或多或少地吸附有Fe^3＋、Al^3＋、Ti^4＋等雜質。為此，在過濾時必須採用正確的洗滌方法將雜質除去。首先，用熱的2%～5% 的鹽酸洗去Fe^3＋等雜質，然後再用熱水將殘留的鹽酸和氯化鈉洗去。

蒸干脫水時所生成的聚合硅酸的溶解度很小，但在100mL稀鹽酸溶液中仍可溶解相當於5～10mg二氧化硅的硅酸。因此，若進行一次蒸干脫水，只能回收97%～99% 的二氧化硅。為此，在經典的分析系統中進行兩次甚至三次蒸干脫水，再用光度法測定濾液中的硅。

二次鹽酸蒸干脫水所得硅酸，經過濾、洗滌、灰化、灼燒後所得的二氧化硅，即使嚴格控制操作條件，也難免含有少量雜質。因此，常將灼燒至恆重的殘渣再用氫氟酸和硫酸加熱處理，使二氧化硅呈四氟化硅揮發逸出後，灼燒稱重，以處理前後的質量之差為二氧化硅的凈重計算結果。加入硫酸的作用是：第一，防止四氟化硅水解；第二，使鈦、鋯、鈮、鉭等轉變為硫酸鹽，不至於形成沸點較低的氟化物而揮發逸出；第三，使氟離子結合成氟化氫揮發除去。

3.硅酸凝聚重量法

在硅酸凝聚重量法中，使用最廣泛的凝聚劑是動物膠。動物膠是一種富含氨基酸的蛋白質，在水中形成親水性膠體。由於其中氨基酸的氨基和羧基並存，在不同酸度條件下，它們既可接受質子，又可放出質子，從而顯示為兩性電解質。當pH＝4.7 時，其放出和接受的質子數相等，動物膠粒子的總電荷為零即體系處於等電態。在pH＜4.7 時，其中的氨基-NH₂與H^＋結合成-NH_3＋而帶正電荷；pH＞4.7 時，其中的羧基電離，放出質子，成為-COO^-，使動物膠粒子帶負電荷。

在硅酸介質中，由於硅酸膠粒帶負電荷，動物膠質點帶正電荷，可以發生相互吸引和電性中和，使硅酸膠體凝聚。另外，由於動物膠是親水性很強的膠體，它能從硅酸質點上奪取水分，以破壞其水化外殼，促使硅酸凝聚。

用動物膠凝聚硅酸時，其完全程度與凝聚時的酸度、溫度及動物膠的用量有關。由於試液的酸度越高，膠團水化程度越小，它們凝聚能力越強，因此在加動物膠之前應先把試液蒸發至濕鹽狀，然後加濃鹽酸，並控制其酸度在8mol/L以上。凝聚溫度控制在60～70℃，在加入動物膠並攪拌100次以後，保溫10min。溫度過低，凝聚速度慢，甚至不完全，同時吸附雜質多；溫度過高，動物膠會分解，使其凝聚能力減弱。過濾時應控制試液溫度在30～40℃，以降低水合二氧化硅的溶解度。動物膠用量一般控制在25～100mg，少於或多於此量時，硅酸將復溶或過濾速度減慢。

用動物膠凝聚的重量法，只要正確掌握蒸干、凝聚條件、凝聚後的體積，以及沉澱過濾時的洗滌方法等操作，濾液中殘留的二氧化硅和二氧化硅沉澱中存留的雜質均可低於2mg，在一般的例行分析中，對沉澱和濾液中二氧化硅不再進行校正。但是，在精密分析中需盡量要求做出必要的處理。另外，當試樣中含氟、硼、鈦、鋯等元素時，將影響分析結果，應視具體情況和質量要求做出必要的處理。

硅酸凝聚重量法測定二氧化硅，其凝聚劑除動物膠以外，還可以採用聚環氧乙烷（PEO）、十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）、聚乙烯醇等。

三、滴定法

測定樣品中二氧化硅的滴定分析方法都是間接測定方法。依據分離和滴定方法的不同分為硅鉬酸喹啉法、氟硅酸鉀法及氟硅酸鋇法等。其中，氟硅酸鉀法應用最廣泛，下面做重點介紹。

氟硅酸鉀法，確切地應稱為氟硅酸鉀沉澱分離-酸鹼滴定法。其基本原理是：在強酸介質中，在氟化鉀、氯化鉀的存在下，可溶性硅酸與氟離子作用，能定量的析出氟硅酸鉀沉澱，該沉澱在沸水中水解析出氫氟酸，可用標准氫氧化鈉溶液滴定，從而間接計算出樣品中二氧化硅的含量。其反應如下：

SiO₂＋2KOH→K₂SiO₃＋H₂O

岩石礦物分析

［SiF₆］^2-＋2K^＋→K₂SiF₆↓

K₂SiF₆＋3H₂O→2KF＋H₂SiO₃＋4HF

HF＋NaOH→NaF＋H₂O

氟硅酸鉀法測定二氧化硅時，影響因素多，操作技術也比較復雜。試樣的分解要注意分解方法和熔劑的選擇，氟硅酸鉀沉澱的生成要注意介質、酸度、氟化鉀和氯化鉀的用量以及沉澱時的溫度和體積等的控制，還要注意氟硅酸鉀沉澱的陳化、洗滌溶液的選擇、水解和滴定的溫度和pH以及樣品中含有鋁、鈦、硼等元素的干擾等因素。氟硅酸鉀法有關實驗條件的影響討論如下：

（1）試樣的分解。單獨稱樣測定二氧化硅，可採用氫氧化鉀作熔劑，在鎳坩堝中熔融；或以碳酸鉀作熔劑，在鉑坩堝中熔融。分析系統，多採用氫氧化鈉作熔劑，在銀坩堝中熔融。對於高鋁試樣，最好改用氫氧化鉀或碳酸鉀熔樣，因為在溶液中易生成比K₃AlF₆溶解度更小的Na₃AlF₆而干擾測定。

（2）溶液的酸度。溶液的酸度應保持在3mol/L左右。酸度過低易形成其他金屬的氟化物沉澱而干擾測定；酸度過高將使K₂SiF₆沉澱反應不完全，還會給後面的沉澱洗滌、殘余酸的中和操作帶來麻煩。

使用硝酸比鹽酸好，既不易析出硅酸膠體，又可以減弱鋁的干擾。溶液中共存的Al^3＋在生成K₃SiF₆的條件下亦能生成K₃AlF₆（或Na₃AlF₆）沉澱，從而嚴重干擾硅的測定。由於K₃SiF₆在硝酸介質中的溶解度比在鹽酸中的大，不會析出沉澱，即防止了Al^3＋的干擾。

（3）氯化鉀的加入量。氯化鉀應加至飽和，過量的鉀離子有利於K₂SiF₆沉澱完全，這是本法的關鍵之一。在操作中應注意以下事項：①加入固體氯化鉀時，要不斷攪拌，壓碎氯化鉀顆粒，溶解後再加，直到不再溶解為止，再過量1～2g；②市售氯化鉀顆粒如較粗，應用瓷研缽（不用玻璃研缽，以防引入空白）研細，以便於溶解；③氯化鉀的溶解度隨溫度的改變較大，因此在加入濃硝酸後，溶液溫度升高，應先冷卻至30℃以下，再加入氯化鉀至飽和。否則氯化鉀加入過量太多，給以後的過濾、洗滌及中和殘余酸帶來很大困難。

（4）氟化鉀的加入量。氟化鉀的加入量要適宜。一般硅酸鹽試樣，在含有0.1g試料的試驗溶液中，加入10mL KF·2H₂O（150g/L）溶液即可。如加入量過多，則Al^3＋易與過量的氟離子生成K₃AlF₆沉澱，該沉澱水解易生成氫氟酸而使結果偏高。

K₃AlF₆＋3H₂O→3KF＋H₃AlO₃＋3HF

注意量取氟化鉀溶液時應用塑料量杯，否則會因腐蝕玻璃而帶入空白。

（5）氟硅酸鉀沉澱的陳化。從加入氟化鉀溶液開始，沉澱放置15～20min為宜。放置時間短，K₃SiF₆沉澱不完全；放置時間過長，會增強Al^3＋的干擾。特別是高鋁試樣，更要嚴格控制。

K₃SiF₆的沉澱反應是放熱反應，所以冷卻有利於沉澱反應完全。沉澱時的溫度以不超過25℃為宜，否則，應採取流水冷卻，以免沉澱反應不完全，結果將嚴重偏低。

（6）氟硅酸鉀的過濾和洗滌。氟硅酸鉀屬於中等細度晶體，過濾時用一層中速濾紙。為加快過濾速度，宜使用帶槽長頸塑料漏斗，並在漏斗頸中形成水柱。

過濾時應採用傾瀉法，先將溶液倒入漏斗中，而將氯化鉀固體和氟硅酸鉀沉澱留在塑料杯中，溶液濾完後，再用50g/L氯化鉀洗燒杯2 次，洗漏斗1 次，洗滌液總量不超過25mL。洗滌時，應等上次洗滌液漏完後，在洗下一次，以保證洗滌效果。

洗滌液的溫度不宜超過30℃。否則，須用流水或冰箱來降溫。

（7）中和殘余酸。氟硅酸鉀晶體中夾雜的金屬陽離子不會干擾測定，而夾雜的硝酸卻嚴重干擾測定。當採用洗滌法來徹底除去硝酸時，會使氟硅酸鉀嚴重水解，因而只能洗滌2～3次，殘余的酸則採用中和法消除。

中和殘余酸的操作十分關鍵，要快速、准確，以防氟硅酸鉀提前水解。中和時，要將濾紙展開、搗爛，用塑料棒反復擠壓濾紙，使其吸附的酸能進入溶液被鹼中和，最後還要用濾紙擦洗杯內壁，中和溶液至紅色。中和完放置後如有褪色，就不能再作為殘余酸繼續中和了。

（8）水解和滴定過程。氟硅酸鉀沉澱的水解反應分為兩個階段，即氟硅酸鉀沉澱的溶解反應及氟硅酸根離子的水解反應，反應式如下：

K₂SiF₆→2K^＋＋［SiF₆］^2-

［SiF₆］^2-＋3H₂O→H₂SiO₃＋2F^-＋4HF

兩步反應均為吸熱反應，水溫越高、體積越大，越有利於反應進行。故實際操作中，應用剛剛沸騰的水，並使總體積在200mL以上。

上述水解反應是隨著氫氧化鈉溶液的加入，K₂SiF₆不斷水解，直到終點滴定時才趨於完全。故滴定速度不可過快，且應保持溶液的溫度在終點時不低於70℃為宜。若滴定速度太慢，硅酸會發生水解而使終點不敏銳。

（9）注意空白。測定試樣前，應檢查水、試劑及用具的空白。一般不應超過0.1mL氫氧化鈉溶液（0.15mol/L），並將此值從滴定所消耗的氫氧化鈉溶液體積中扣除。如果超過0.1mL，應檢查其來源，並設法減小或消除。例如，僅用陽離子交換樹脂處理過的去離子水、攪拌時用帶顏色的塑料筷子、使用玻璃量筒和許多劃痕的舊燒杯脫堝等，均會造成較大的空白值。

四、光度法

硅的光度分析方法中，以硅鉬雜多酸光度法應用最廣，不僅可以用於重量法測定二氧化硅後的濾液中的硅（GB/T176-2008 ），而且採用少分取濾液的方法或用全差示光度法可以直接測定硅酸鹽樣品中高含量的二氧化硅。

在一定的酸度下，硅酸與鉬酸生成黃色硅鉬酸雜多酸（硅鉬黃）H₈［Si（MO₂O₇）₆］，可用於光度法測定硅。若用還原劑進一步將其還原成鉬的平均價態為＋5.67 價的藍色硅鉬雜多酸（硅鉬藍），亦可用與光度法測定硅，而且靈敏度和穩定性更高。

硅酸與鉬酸的反應如下：

H₄SiO₄＋12H₂MoO₄→H₈［Si（Mo₂O₇）₆］＋10H₂O

產物呈檸檬黃色，最大吸收波長為350～355nm，摩爾吸光系數約為10³L/（mol · cm），此法為硅酸黃光度法。硅鉬黃可在一定酸度下，被硫酸亞鐵、氯化亞錫、抗壞血酸等還原劑所還原。

H₈［Si（Mo₂O₇）₆］＋2C₆H₈O₆→H₈［Si（Mo₂O₇）₄（Mo₂O₆）₂］＋2C₆H₆O₆＋2H₂O

產物呈藍色，λ_max＝810nm，ε_max＝2.45×10⁴L/（mol·cm）。通常採用可見分光光度計，於650nm波長處測定，摩爾吸光系數為8.3×10³L/（mol·cm），雖然靈敏度稍低，但恰好適於硅含量較高的測定。此法為硅鉬藍光度法。

該法應注意以下問題。

1.正硅酸溶液的制備

硅酸在酸性溶液中能逐漸聚合，形成多種聚合狀態。高聚合狀態的硅酸不能與鉬酸鹽形成黃色硅鉬雜多酸，而只有單分子正硅酸能與鉬酸鹽生成黃色硅鉬雜多酸，因此，正硅酸的獲得是光度法測定二氧化硅的主要關鍵。

硅酸的聚合程度與硅酸的濃度、溶液的酸度、溫度及煮沸和放置的時間有關。硅酸的濃度越高、酸度越大、加熱煮沸和放置時間越長，則硅酸的聚合現象越嚴重。如果控制二氧化硅的濃度在0.7mg/mL以下，溶液酸度不大於0.7mol/L，則放置8d，也無硅酸聚合現象。

2.顯色條件的控制

正硅酸與鉬酸銨生成的黃色硅鉬雜多酸有兩種形態：α-硅鉬酸和β-硅鉬酸。它們的結構不同，穩定性和吸光度也不同。而且，它們被還原後形成的硅鉬藍的吸光光度和穩定性也不相同。α-硅鉬酸的黃色可穩定數小時，可用於硅的測定，甚至用於硅酸鹽、水泥、玻璃等樣品的分析，其結果可與重量法媲美，但許多金屬離子將沉澱或水解。β-硅鉬酸因穩定性差而難用於分析。α-硅鉬酸和β-硅鉬酸被還原所得產物不同，α-硅鉬酸被還原後所得產物呈綠藍色，λ_max＝742nm，不穩定而很少採用；β-硅鉬酸的還原產物則呈深藍色，λ_max＝810nm，顏色可穩定8h以上，被廣泛用於分析。

硅鉬雜多酸的不同形態的存在量與溶液的酸度、溫度、放置時間及穩定劑的加入等因素有關，所以對顯色條件的控制也非常關鍵。

酸度對生成黃色硅鉬酸的形態影響最大。當溶液pH＜1.0時，形成β-硅鉬酸，並且反應迅速，但不穩定，極易轉變為α-硅鉬酸；當pH＝3.8～4.8時，主要生成α-硅鉬酸，且較穩定；當pH＝1.8～3.8時，α-硅鉬酸和β-硅鉬酸同時存在。在實際工作中，若以硅鉬黃（宜採用α-硅鉬酸）光度法測定硅，可控制pH＝3.0～3.8；若以硅鉬藍光度法測定硅，宜控制生成硅鉬黃（β-硅鉬酸）的pH＝1.3～1.5，將β-硅鉬酸還原為硅鉬藍的酸度控制在0.8～1.35mol/L，酸度過低，磷和砷的干擾較大，同時有部分鉬酸鹽被還原。近年有人實驗證明，採用赤黴素 - 葡萄糖 - 氯化亞錫為還原劑，在硝酸（0.2mol/L）介質中還原生成硅鉬雜多藍，λ_max＝801nm，ε_max＝1.28×10⁴L/（mol·cm），且還原速度快，穩定性較好。

同時，硅鉬黃顯色溫度以室溫（20℃左右）為宜。低於15℃時，放置20～30min；15～25℃時，放置5～10min；高於25℃時，放置3～5min。溫度對硅鉬藍的顯色影響較小，一般加入還原劑後，放置5min測定吸光度。有時在溶液中加入甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑，可以提高β-硅鉬酸的穩定性，丙酮還能增大其吸光度，從而改善硅鉬藍光度法測定硅的顯色效果。

3.干擾元素及其消除

與鉬酸銨作用形成同樣的黃色雜多酸，也能還原生成藍色雜多酸，因此在硅鉬藍光度法中採用較大的還原酸度，以抑制磷鉬酸和砷鉬酸的還原，而且有利於硅鉬酸的還原。]]

3＋會降低Fe^2＋的還原能力，使硅鉬黃還原不完全，可加入草酸來消除。鈦、鋯、釷、錫的存在，會由於生成硅鉬黃時溶液酸度很低，水解產生沉澱，帶下部分硅酸，使結果偏低，可加入EDTA溶液來消除影響。大量Cl^-使硅鉬藍顏色加深，大量

使硅鉬藍顏色變淺。

技能訓練

重量法檢測二氧化硅

（一）檢測流程

岩石礦物分析

（二）試劑配製

（1）動物膠溶液（1%）：取動物膠1g溶於100mL熱水（用時配製）。

（2）鹽酸洗液：密度1.19g/cm³，（3＋97）。

（3）氫氧化鈉：固體粒狀，分析純。

（三）操作要點

1.熔樣

稱取在105℃烘乾過的試樣0.5000g於鎳坩堝中，加入3～4g NaOH，然後放入已升至400℃的馬弗爐中，繼續升至700℃，熔融10min（熔融物呈透明體狀）取出稍冷，移入250mL燒杯中，加入熱水20mL（立即蓋上表面皿）並洗凈鎳坩堝（可用少許鹽酸清洗坩堝）。

2.測定

在提取溶液中加20～30mL 鹽酸，將燒杯移至水浴上（或低溫電熱板上）蒸干，蒸干後取下加20mL鹽酸，以少許水吹洗燒杯壁，在60～70℃保溫10min，加入10mL新配製的動物膠溶液（1%），充分攪拌後再保溫10min取下，加25mL熱水，以中速定量濾紙過濾，濾液收集在250mL容量瓶中，以熱鹽酸（3＋97 ）的洗液洗燒杯4～5次，並將沉澱全部移入濾紙內，然後用一小片濾紙擦凈燒杯，也移入漏斗內，沉澱繼續用鹽酸（3＋97 ）洗液洗至無鐵的黃色，以後即用熱水洗滌至無氯離子（用熱水洗8～10 次），濾液以水稀釋至250mL 刻度，搖勻，供測 Fe、Al、Ti、Ca、Mg、Mn、P等用。

將濾紙連同沉澱一起移入已恆重的瓷坩堝中，低溫灰化（馬弗爐中的溫度不得高於400℃）後繼續升溫至900～950℃灼燒1h，取出，稍冷，放入乾燥器中，冷卻半小時，稱重再灼燒至恆重。

3.數據處理

SiO₂質量分數按下式計算：

岩石礦物分析

式中：w（SiO₂）為SiO₂的質量分數，%；m₁為坩堝質量＋沉澱質量，g；m₂為坩堝質量，g；m為稱取試樣質量，g。

實驗指南與安全提示

試樣的處理。由於水泥試樣中或多或少含有不溶物，如用鹽酸直接溶解樣品，不溶物將混入二氧化硅沉澱中，造成結果偏高。所以，在國家標准中規定，水泥試樣一律用碳酸鈉燒結後再用鹽酸溶解。若需准確測定，應以氫氟酸處理。

用鹽酸浸出燒結塊後，應控制溶液體積，若溶液太多，則蒸乾耗時太長。通常加5mL濃鹽酸溶解燒結塊，再以約5mL鹽酸（1＋1）和少量的水洗凈坩堝。

脫水的溫度與時間。脫水的溫度不要超過110℃。若溫度過高，某些氯化物（MgCl₂、AlCl₃等）將變成鹼式鹽，甚至與硅酸結合成難溶的硅酸鹽，用鹽酸洗滌時不易除去，使硅酸沉澱夾帶較多的雜質，結果偏高。反之，若脫水溫度或時間不夠，則可溶性硅酸不能完全轉變成不溶性硅酸，在過濾時會透過濾紙，使二氧化硅結果偏低，且過濾速度很慢。為保證硅酸充分脫水，又不致溫度過高，應採用水浴加熱。不宜使用砂浴或紅外線燈加熱，因其溫度難以控制。

沉澱的洗滌。為防止鈦、鋁、鐵水解產生氫氧化物沉澱及硅酸形成膠體漏失，首先應以溫熱的稀鹽酸（3＋97）將沉澱中夾雜的可溶性鹽類溶解，用中速濾紙過濾，以熱稀鹽酸溶液（3＋97）洗滌沉澱3～4次，然後再以熱水充分洗滌沉澱，直至無氯離子為止。但洗滌次數也不能過多，否則漏失的可溶性硅酸會明顯增加。一般洗液體積不超過120mL。洗滌的速度要快（應使用長頸漏斗，且在頸中形成水柱），防止因溫度降低而使硅酸形成膠凍，以致過濾更加困難。

沉澱的灼燒。實驗證明，只要在950～1000℃充分灼燒（約1.5 h ），並且在乾燥器中冷卻至與室溫一致，灼燒溫度對結果的影響並不顯著。灼燒後生成的無定形二氧化硅極易吸水，故每次灼燒後冷卻的條件應保持一致，且稱量要迅速。灼燒前濾紙一定要緩慢灰化完全。坩堝蓋要半開，不要產生火焰，以防造成二氧化硅沉澱的損失；同時，也不能有殘余的碳存在，以免高溫灼燒時發生下述反應而使結果產生負誤差：SiO₂＋3C→SiC＋2CO↑。

氫氟酸的處理。即使嚴格掌握燒結、脫水、洗滌等步驟的分析條件，在二氧化硅沉澱中吸附的鐵、鋁等雜質的量也能達到0.1%～0.2%，如果在脫水階段蒸發至干，吸附量還會增加。消除吸附現象的最好辦法就是將灼燒的不純二氧化硅沉澱用氫氟酸＋硫酸處理。處理後，SiO₂以SiF₄形式逸出，減輕的質量即為純SiO₂的質量。

7. 樣品中是否含有二氧化硅 如何檢測

樣品中是否含有二氧化硅 如何檢測
1,取樣品進行焰色反應,如果有磚紅色,證明含有鈣離子.
2,加足量的鹽酸,如果有氣泡產生,並且生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁,則證明有碳酸根離子,與1合並,證明有石灰石.
3,取不溶雜質,加入氫氧化鈉,如果雜質溶解,得到膠體,再加酸,生成白色沉澱.則含二氧化硅.

8. 怎麼檢驗二氧化硅的純度

將鉑坩堝洗凈後於馬弗爐1000℃高溫灼燒後，於乾燥器中冷卻15分鍾後,用電子天平稱量空鉑坩堝的質量m0，將灼燒減量完成的瓷坩堝內物料倒入鉑坩堝中，再次稱量鉑坩堝重量，記錄為m1。加入適量去離子水，注意水要完全覆蓋坩堝內物料，輕輕敲擊坩堝外壁，使坩堝內物料完全散開，將鉑坩堝放置於通風櫥內的電爐沙盤上，緩慢倒入氫氟酸，加入量為鉑坩堝的頂端齊平，不能溢出，接通電爐的電源加熱。待鉑坩堝內液體全部揮發完畢，用帶鉑金材料的坩堝鉗輕輕夾住坩堝側壁，將鉑坩堝從沙盤上取下，蓋上鉑坩堝的蓋子，置馬弗爐中1000℃高溫灼燒。1000℃高溫灼燒15分鍾後，取出鉑坩堝，於乾燥器中冷卻15分鍾後，用電子天平稱量鉑坩堝的重量，記錄為m1』。
計算 SiO2%=100%×（m1－m1』）/(m1－m0)
來源於國標，比國標略簡單，結果比較可靠，重復性尚可。

9. 二氧化硅測定的常用方法

測定二氧化硅常用的化學分析方法是，氟硅酸鈉容量法。
這個方法的原理是：先熔樣使二氧化硅形成偏硅酸鹽溶解在水溶液中，然後在一定條件下加入氟化鉀，生成氟硅酸鉀沉澱。把沉澱過濾出以後，加入熱水，使氟硅酸鉀水解，然後用氫氧化鈉標准溶液滴定水解出的氫氟酸，根據氫氧化鈉標准溶液的消耗量計算二氧化硅的含量。
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