第五章-硅酸盐分析课件.ppt

1、2023-5-131作业评讲作业评讲4.称取空气干燥煤样称取空气干燥煤样1.2000g，测定挥发分时失去质，测定挥发分时失去质量量0.142g，测定灰分时残渣的质量为，测定灰分时残渣的质量为0.1125g。如已知煤样的分析水分为如已知煤样的分析水分为4%，求煤样的挥发分，求煤样的挥发分，灰分产率和固定碳的含量。灰分产率和固定碳的含量。挥发分产率：挥发分产率：7.83%灰分产率：灰分产率：9.38%固定碳含量：固定碳含量：78.79%2023-5-132作业评讲作业评讲5.称取分析基煤样称取分析基煤样1.2000g。灼烧后残余物的质量是。灼烧后残余物的质量是0.1000g，已知外在水分是，已知外

2、在水分是2.45%，分析水分是，分析水分是1.5%，求干燥基的灰分质量分数。，求干燥基的灰分质量分数。干燥基灰分：干燥基灰分：8.46%2023-5-133作业评讲作业评讲6.称取空气干燥煤样称取空气干燥煤样1.000g，测定挥发分时，失去质量为，测定挥发分时，失去质量为0.2842g，已知空气干燥煤样中水分为，已知空气干燥煤样中水分为2.50%，灰分为，灰分为9.00%，收到基水分为收到基水分为5.4%，求以空气干燥基，干燥基，干燥无灰基，求以空气干燥基，干燥基，干燥无灰基，收到基表示的挥发分和固定碳的质量分数。收到基表示的挥发分和固定碳的质量分数。空气干燥基空气干燥基 挥发分：挥发分：25

3、.92%，固定碳：，固定碳：62.58%干燥基干燥基 挥发分：挥发分：26.58%，固定碳：，固定碳：64.18%干燥无灰基干燥无灰基 挥发分：挥发分：29.29%，固定碳：，固定碳：70.71%收到基收到基 挥发分：挥发分：25.15%，固定碳：，固定碳：61.02%2023-5-134作业评讲作业评讲v7.元素分析中碳氢分析方法的原理如何？元素分析中碳氢分析方法的原理如何？一定量的空气干燥煤样在氧气流中燃烧，生成的水和二氧化一定量的空气干燥煤样在氧气流中燃烧，生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和二氧化碳吸水剂吸收，通过对干扰物质的碳分别用吸水剂和二氧化碳吸水剂吸收，通过对干扰物质的排除，由吸水

4、剂的增重计算煤中碳和氢的含量。排除，由吸水剂的增重计算煤中碳和氢的含量。2023-5-135作业评讲作业评讲v8.艾氏卡法、高温燃烧艾氏卡法、高温燃烧-中和法、高温燃烧中和法、高温燃烧-碘量法测定全硫碘量法测定全硫的原理是什么？后两者的误差主要来源于哪些方面？如何减的原理是什么？后两者的误差主要来源于哪些方面？如何减少这些误差？少这些误差？v艾氏卡法：艾氏卡法：将煤样与艾氏卡试剂混合灼烧，煤中硫生成硫酸盐，将煤样与艾氏卡试剂混合灼烧，煤中硫生成硫酸盐，然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算煤中然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量。全硫的含量。v高温燃

5、烧高温燃烧-中和法：中和法：煤在催化剂作用下，在氧气流中燃烧，生成的煤在催化剂作用下，在氧气流中燃烧，生成的硫氧化物，用过氧化氢溶液吸收，生成硫酸，用氢氧化钠标液滴硫氧化物，用过氧化氢溶液吸收，生成硫酸，用氢氧化钠标液滴定生成的硫酸，根据消耗体积及浓度计算出煤中全硫的含量。定生成的硫酸，根据消耗体积及浓度计算出煤中全硫的含量。v因因ClCl2 2会干扰会干扰S S的测定，为消除这部分误差，在用的测定，为消除这部分误差，在用NaOHNaOH滴定到终点滴定到终点时，再向溶液中加入过量羟基氰化钾，使其中的时，再向溶液中加入过量羟基氰化钾，使其中的OHOH-与与ClCl-置换生置换生成成NaOHNaO

6、H，再用硫酸返滴定，再用硫酸返滴定NaOHNaOH，就可以消除，就可以消除ClCl-的干扰。的干扰。v高温燃烧高温燃烧-碘量法：碘量法：煤样在空气中氧化，生成煤样在空气中氧化，生成SOSO2 2，将其导入蓝色，将其导入蓝色的碘的碘-淀粉混合溶液中，溶液颜色会因为生成亚硫酸而减退，在蓝淀粉混合溶液中，溶液颜色会因为生成亚硫酸而减退，在蓝色未消失之前，用色未消失之前，用KIOKIO3 3滴定，当蓝色不再减退时，认为滴定，当蓝色不再减退时，认为SOSO2 2已释放已释放完，此时用消耗的完，此时用消耗的KIOKIO3 3的量计算含的量计算含S S量。此法中有少量二氧化硫未量。此法中有少量二氧化硫未被吸

7、收而直接被气流带走，少量二氧化硫会被氧化为三氧化硫，被吸收而直接被气流带走，少量二氧化硫会被氧化为三氧化硫，由于这部分的三氧化硫的生成率几乎是个常数，故可以将所得值由于这部分的三氧化硫的生成率几乎是个常数，故可以将所得值乘以一个系数就可以得到较为准确的全乘以一个系数就可以得到较为准确的全S S含量。含量。2023-5-136作业评讲作业评讲v9.什么是弹筒发热量，高位发热量和低位发热量？什么是弹筒发热量，高位发热量和低位发热量？v弹筒发热量：弹筒发热量：一定质量煤样，置于过氧化氢的氧弹中完全一定质量煤样，置于过氧化氢的氧弹中完全燃烧放出热量，被一定量的水吸收，根据水温升高，计算燃烧放出热量，被

8、一定量的水吸收，根据水温升高，计算出煤的发热量。出煤的发热量。v高位发热量：高位发热量：弹筒发热量扣除硝酸，硫酸的校正热所得的弹筒发热量扣除硝酸，硫酸的校正热所得的发热量。发热量。v低位发热量：低位发热量：高位发热量扣除水的汽化热所得的发热量。高位发热量扣除水的汽化热所得的发热量。2023-5-137第五章第五章 硅酸盐硅酸盐（silicates)分析分析3.1 概述概述3.2 硅酸盐试样的分解硅酸盐试样的分解3.3 硅酸盐的全分析系统硅酸盐的全分析系统3.4 水份和烧失量的测定水份和烧失量的测定3.5 二氧化硅含量的测定二氧化硅含量的测定3.6 三氧化二铁含量的测定三氧化二铁含量的测定3.7

9、 三氧化二铝含量的测定三氧化二铝含量的测定3.8 二氧化钛含量的测定二氧化钛含量的测定3.9 氧化钙和氧化镁含量的测定氧化钙和氧化镁含量的测定2023-5-138 3.1 概概 述述 一、硅酸盐及硅酸盐制品一、硅酸盐及硅酸盐制品1、硅酸盐、硅酸盐 硅酸盐就是硅酸的盐类硅酸盐就是硅酸的盐类，就是由二氧化硅和金，就是由二氧化硅和金属氧化物所形成的盐类。属氧化物所形成的盐类。换句话说，是硅酸（换句话说，是硅酸（x x SiO SiO2 2 yH yH2 2O O）中的氢被）中的氢被AlAl、FeFe、CaCa、MgMg、K K、NaNa及其它金属取代形成的盐及其它金属取代形成的盐.2023-5-13

10、9 分布：分布：在自然界中分布极广、种类繁多，硅酸盐约在自然界中分布极广、种类繁多，硅酸盐约占地壳组成的占地壳组成的3/43/4，是构成地壳岩石、土壤和许多矿，是构成地壳岩石、土壤和许多矿物的主要成分。物的主要成分。种类多的原因：种类多的原因：由于硅酸分子由于硅酸分子x x SiO SiO2 2 y y H H2 2O O中中x x、y y的比例的比例不同，而形成不同，而形成偏硅酸偏硅酸、正硅酸正硅酸及及多硅酸多硅酸。因此，不。因此，不同硅酸分子中的同硅酸分子中的氢氢被被金属金属取代后，就形成元素种类取代后，就形成元素种类不同、含量也有很大差异的多种硅酸盐。不同、含量也有很大差异的多种硅酸盐。

11、2023-5-1310分类：分类：砖瓦、搪瓷火材料水泥、玻璃、陶瓷、耐人造硅酸盐粘土、高岭土棉、滑石长石、石英、云母、石自然硅酸盐硅酸盐的分类硅酸盐的分类2023-5-1311硅酸盐的分类硅酸盐的分类 常见的常见的天然硅酸盐天然硅酸盐矿物有：矿物有：正长石正长石K(AlSi3O8)、钠长石、钠长石Na(AlSi3O8)、钙长石、钙长石Ca(AlSi3O8)、滑石、滑石Mg3Si4O10(OH)2、白云母、白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2、高岭土、高岭土Al2(Si4O10)(OH)2、石、石棉棉CaMg3(Si4O12)、橄榄石、橄榄石（Mg Fe）2SiO4、绿柱石、绿柱石Be3

12、Al2(Si6O18)、石英、石英SiO2、蛋白石、蛋白石SiO2 nH2O、锆、锆英石英石ZrSiO4等。等。2023-5-1312滑石滑石辉石辉石正长石正长石锆石锆石绿柱石绿柱石金云母金云母2023-5-1313玻玻 璃璃陶陶 瓷瓷2023-5-1314 硅酸盐需用复杂的分子式表示硅酸盐需用复杂的分子式表示 通常将通常将硅酸酐分子硅酸酐分子（SiO2）和构成硅酸盐）和构成硅酸盐的所有的所有氧化物的分子式氧化物的分子式分开来写，如：分开来写，如：正长石：正长石：K2AlSi6O16或或 K2O Al2O3 6 SiO2高岭土：高岭土：H4Al2Si2O9或或Al2O3 2 SiO2 2 H2

13、O分子式：分子式：2023-5-13152、硅酸盐制品（即人造硅酸盐）以硅酸盐矿物的主要原料，经高温处理，可生产出硅以硅酸盐矿物的主要原料，经高温处理，可生产出硅酸盐制品（酸盐制品（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等非金属水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等非金属）如：如：硅酸盐的分类硅酸盐的分类2223232SiOCaOSiOONaCONa）CaCOSiO玻璃）碱金属（石灰石（）砂子（高温又如：又如：3O SiO3CaO:SC 232432322233222323AlOFe4CaO:FACOAl3CaO:ACSiO2CaO:SCOFeO2H2SiOOAlCaCO水泥）铁矿石（）粘土（）石灰石（高温2023

14、-5-1316常见的常见的硅酸盐水泥硅酸盐水泥%35.1:2%0:SO4%,0:MgO68%,64:CaO%42:OFe7%,2:OAl24%,20:SiO332322酸不溶物人造硅酸盐的成分人造硅酸盐的成分2023-5-1317常见的常见的中性玻璃中性玻璃少量及约，约约约及OKMgO6.0%OB%01ONa7.0%,CaO%0.4OFeOAl2.5%,7:SiO232232322耐火材料耐火材料1.5%约MgO2%,约CaO1.5%,约OFe%4530:OAl60%,-05:SiO32322人造硅酸盐的成分人造硅酸盐的成分2023-5-1318硅酸盐的分析意义硅酸盐的分析意义v工业分析工作者

15、对岩石、矿物、矿石中的主要化学成分工业分析工作者对岩石、矿物、矿石中的主要化学成分进行的系统的全面测定，称为进行的系统的全面测定，称为全分析全分析。v硅酸盐分析在国民经济建设中具有十分重要的硅酸盐分析在国民经济建设中具有十分重要的意义意义。在。在工业建设方面表现为：工业建设方面表现为：v1.许多岩石和矿物本身就是工业及国防上的原材料。许多岩石和矿物本身就是工业及国防上的原材料。v2.许多元素如铍、硼、襦、铯等就来源于硅酸盐。许多元素如铍、硼、襦、铯等就来源于硅酸盐。v3.工业生产过程中常常需要对原材料、中间产品、产品工业生产过程中常常需要对原材料、中间产品、产品和废渣进行与岩石全分析相类似的全

16、分析，来指导、监和废渣进行与岩石全分析相类似的全分析，来指导、监控工业生产过程和对产品质量进行鉴定。控工业生产过程和对产品质量进行鉴定。2023-5-1319硅酸盐分析的项目硅酸盐分析的项目 由于硅酸盐矿物和岩石非常复杂，故在硅酸盐工业由于硅酸盐矿物和岩石非常复杂，故在硅酸盐工业中，需要根据工业原料，产品组成等实际工作的需中，需要根据工业原料，产品组成等实际工作的需要来确定分析项目，一般的测定项目为水分，烧失要来确定分析项目，一般的测定项目为水分，烧失量，不溶物，量，不溶物，SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，CaO，MgO，Na2O，K2O等。依据物料组成不同，还要测等。依据物料组成

17、不同，还要测定定MnO，F，Cl，P2O5，SO3等。等。2023-5-1320硅酸盐分析的项目硅酸盐分析的项目 为了获得全分析的可靠数据，必须严格检查与合理处理为了获得全分析的可靠数据，必须严格检查与合理处理分析数据。除内外检查和单项测定的误差控制外，常用分析数据。除内外检查和单项测定的误差控制外，常用计算全分析各组分百分含量总和的方法来检查各组分的计算全分析各组分百分含量总和的方法来检查各组分的分析质量。分析质量。总量总量=SiO=SiO2 2+Al+Al2 2O O3 3+Fe+Fe2 2O O3 3+TiO+TiO2 2+CaO+MgO+Na+CaO+MgO+Na2 2O+KO+K2

18、2O+O+FeO+MnO+PFeO+MnO+P2 2O O5 5+烧失量。烧失量。若需要测定化合水，二氧化碳，有机碳含量，则不若需要测定化合水，二氧化碳，有机碳含量，则不测烧失量，而将此三项组分的含量计入总量。测烧失量，而将此三项组分的含量计入总量。2023-5-13213.2 硅酸盐试样的分解硅酸盐试样的分解试样的分析过程：试样的分析过程：一、试样的分解一、试样的分解1 1、试样分解的目的、试样分解的目的 硅酸盐分析过程中遇到的样品，绝大多数为固体试样。硅酸盐分析过程中遇到的样品，绝大多数为固体试样。试液）试液）试样溶液（即试样试样溶液（即试样固体试样固体试样转转转变成转变成 报结果报结果测

19、定测定溶样（熔样）溶样（熔样）制样制样采样采样干扰元素的消除干扰元素的消除方法选择及方法选择及2023-5-13222、试样的分解要求试样的分解要求（3）无干扰引入）无干扰引入（1）完全简单快速）完全简单快速（2）分解无损失）分解无损失3、试样分解的原理：、试样分解的原理：理论依据理论依据 铁矿石铁矿石生料，粘土生料，粘土比值大，易被碱溶解比值大，易被碱溶解碱性矿渣碱性矿渣水泥熟料水泥熟料大理石，石灰石大理石，石灰石比值小，易被酸溶解比值小，易被酸溶解碱性金属氧化物碱性金属氧化物 SiO22023-5-13234、试样的分解方法、试样的分解方法 32327423222232722CONaCOK

20、OBNaNaOHCONaLiBOONaKOHCOK,OSK，半半熔熔法法：，碱碱熔熔熔熔融融法法：酸酸熔熔其其它它溶溶剂剂溶溶解解法法：水水溶溶，酸酸溶溶，分分为为二、酸溶解法二、酸溶解法 1、依据、依据 比值越小，碱性越强，越易被酸溶解比值越小，碱性越强，越易被酸溶解 SiO2 碱金属氧化物碱金属氧化物2023-5-1324例例 石灰石：主成分石灰石：主成分CaO(45 53%)多数酸溶即可多数酸溶即可（SiO2为为0.2 10%，含硅高需用碱熔），含硅高需用碱熔）2、硅酸盐分析中所用的酸、硅酸盐分析中所用的酸 HCl，HNO3，H2SO4，H3PO4，HF等等（1）HCl（系统分析中，（系

21、统分析中，HCl是良好的溶剂）是良好的溶剂）特点：特点：A 生成的氯化物除生成的氯化物除AgCl、Hg2Cl2、PbCl2外都能溶于外都能溶于 水，给测定水，给测定 带来方便。（硅酸盐样品中几乎不含带来方便。（硅酸盐样品中几乎不含Ag+、Hg2+、Pb2+）B Cl-与某些离子生成络合物与某些离子生成络合物 FeCl63-促进试样分解促进试样分解 2023-5-1325C 浓浓HCl沸点较低：沸点较低：bp 108 C 用重量法测用重量法测SiO2易于蒸易于蒸发除去发除去 D 大多数硅酸盐样品不能被大多数硅酸盐样品不能被HCl分解（熟料碱性矿渣分解（熟料碱性矿渣可以）可以）（2）HNO3、H2

22、SO4、H3PO4 在系统分析中很少用在系统分析中很少用HNO3、H2SO4溶样溶样 但在单项测定中但在单项测定中HNO3、H2SO4、H3PO4都广泛应用都广泛应用 H3PO4（缩合的（缩合的H3PO4）200 300C溶解能力溶解能力很强，能溶解一些难溶于很强，能溶解一些难溶于HCl、H2SO4的样品，如的样品，如铁矿石、钛铁矿等，但只适用于单项测定。铁矿石、钛铁矿等，但只适用于单项测定。2023-5-1326 如如 水泥生料中水泥生料中Fe2O3测定测定 H3PO4 水泥中全硫测定水泥中全硫测定 H3PO4不适应系统分析。不适应系统分析。（3）HF及及HF-H2SO4、HF-HClO4混

23、酸混酸 大多数的硅酸盐样品均能被大多数的硅酸盐样品均能被HF分解。分解。残渣为除残渣为除Si外的其它盐类，以水提取加酸溶解，外的其它盐类，以水提取加酸溶解，或熔融法处理成试样溶液。或熔融法处理成试样溶液。应在铂金器皿或塑料器皿，不能用玻璃器皿应在铂金器皿或塑料器皿，不能用玻璃器皿OH2SiFHF4SiO242 2023-5-1327 将试样与熔剂混合在高温下加以熔融，使欲测组分将试样与熔剂混合在高温下加以熔融，使欲测组分变为可溶于水或酸中的化合物（变为可溶于水或酸中的化合物（K、Na盐、硫酸盐、氯盐、硫酸盐、氯化物）化物）三、熔融法三、熔融法 熔融法分类：熔融法分类：碱熔法：用碱性熔剂，熔酸性

24、试样，如碱熔法：用碱性熔剂，熔酸性试样，如Na2CO3 酸熔法：用酸性熔剂，熔碱性试样，如酸熔法：用酸性熔剂，熔碱性试样，如K2S2O7 2023-5-1328熔融法熔融法1、熔剂：、熔剂：多为碱金属的化合物：多为碱金属的化合物：Na2CO3，K2CO3，NaOH，KOH，Na2O2，K2S2O7 2、器皿：、器皿：坩埚（灼烧、熔融、烧结试样）坩埚（灼烧、熔融、烧结试样）有：瓷、石英坩埚，铁、镍、银、铂、黄金坩埚有：瓷、石英坩埚，铁、镍、银、铂、黄金坩埚3、特点：特点：优点：温度高于湿法，分解能力强优点：温度高于湿法，分解能力强 缺点：需大量熔剂（缺点：需大量熔剂（6-12倍样重）倍样重）带入

25、熔剂本身离子及其它杂质带入熔剂本身离子及其它杂质对坩埚材料腐蚀，并玷污试液。对坩埚材料腐蚀，并玷污试液。2023-5-1329以以Na2CO3（或（或K2CO3）作熔剂为例）作熔剂为例 无水无水Na2CO3是分解硅酸盐样品及其它矿石最常是分解硅酸盐样品及其它矿石最常用的的熔剂之一。用的的熔剂之一。Na2CO3 mp=851 C 铂坩埚铂坩埚熔融熔融 熔样温度熔样温度 950 1000 C 熔融时间熔融时间 30 40min熔剂用量熔剂用量 6 8倍倍 2023-5-1330 当硅酸盐与当硅酸盐与NaNa2 2COCO3 3熔融时，硅酸盐便被分解为碱金熔融时，硅酸盐便被分解为碱金属硅酸钠、铝酸钠

26、、锰酸钠等复杂的混合物。熔融物用属硅酸钠、铝酸钠、锰酸钠等复杂的混合物。熔融物用酸处理时，则分解为相应的盐类并析出硅酸。酸处理时，则分解为相应的盐类并析出硅酸。)(MnClAlClSiOH如HCl酸分解)(MnONaOAlONaSiONaC1000150CONa23324232232o32相应的盐类并析出硅酸熔融物锰酸钠铝酸钠硅酸钠硅酸盐以高岭土为例以高岭土为例，发生的反应如下，发生的反应如下 熔融：熔融：Al2O32 SiO2 2 H2O+3 Na2CO3=2 Na2SiO3+Na2O Al2O3+3 CO2 +2 H2O2023-5-1331HCl处理处理 Na2O Al2O3+8 HCl

27、2 AlCl3+2 NaCl+4 H2ONa2SiO3+2 HCl H2SiO3+2 NaCl生成硅酸和各种氯化物生成硅酸和各种氯化物熔样过程熔样过程容量瓶（定容）冷却熔融盖上盖搅拌均匀铂坩埚试样转至内壁烧至暗红中间旋转熔融物高温炉并铺于其上洗棒无水mLoCOagCOagg250C1000950N1N45.032322023-5-1332操作注意事项操作注意事项铂器皿非常昂贵，使用时应十分小心铂器皿非常昂贵，使用时应十分小心（如铂坩埚、铂蒸发皿、铂燃烧皿等）（如铂坩埚、铂蒸发皿、铂燃烧皿等）a:Pt mp为为1773.5 C 加热温度加热温度不得不得 1200 C，应在高温电炉或煤，应在高温电

28、炉或煤气喷灯的氧化焰上加热或灼烧，不得用气喷灯的氧化焰上加热或灼烧，不得用还原焰还原焰（如带烟火焰），以免生成脆性（如带烟火焰），以免生成脆性碳化铂碳化铂。2023-5-1333 b:b:不得（在铂坩埚中）加热或熔融不得（在铂坩埚中）加热或熔融碱金属的氧碱金属的氧化物或氢氧化物化物或氢氧化物，氧化钡，硫代硫酸钠，含大量氧化钡，硫代硫酸钠，含大量磷或硫的物料磷或硫的物料，用这些化合物在熔融时，侵蚀铂，用这些化合物在熔融时，侵蚀铂和与铂形成脆性的和与铂形成脆性的磷化铂磷化铂和和硫化铂硫化铂。（不得加热。（不得加热或熔融碱金属的硝酸盐亚硝酸盐、氯化物、氰化或熔融碱金属的硝酸盐亚硝酸盐、氯化物、氰化物

29、）物）c:c:不得加热或熔融（灼烧）含有重金属不得加热或熔融（灼烧）含有重金属PbPb、BiBi、SnSn、SdSd、AgAg、HgHg、CuCu化合物的样品（物料），因化合物的样品（物料），因为这些化合物易还原为金属，与铂生成合金，损为这些化合物易还原为金属，与铂生成合金，损害铂坩埚。害铂坩埚。、2023-5-1334d:高温白热的铂器皿，绝不容许与其它任何金属接高温白热的铂器皿，绝不容许与其它任何金属接触，应放在泥三角、素烧瓷三角或石棉板上，在高触，应放在泥三角、素烧瓷三角或石棉板上，在高温下夹取时须用温下夹取时须用铂头坩埚铂头坩埚（以免生成合金）（以免生成合金）e:不得处理卤素或分解出卤

30、素的物料不得处理卤素或分解出卤素的物料 如王水、溴水及盐酸（或卤化物）和氧化剂（如如王水、溴水及盐酸（或卤化物）和氧化剂（如氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、二氯化锰等的混合物，二氯化锰等的混合物，FeCl3等）等）所以，所以，不能在铂金坩埚中直接加不能在铂金坩埚中直接加HCl提取提取熔融物。熔融物。2023-5-1335原因：例如含锰时原因：例如含锰时样中MnO2Na2CO3Na2MnO4水提取NaMnO4+MnO(OH)2+6+7蓝绿色Cl2PtH2PtCl6玫瑰红色HCl溶解HCl中Cl-被氧化成元素氯2023-5-1336熔融：熔融

31、：2 MnO2+2 Na2CO3 2 Na2MnO4+2 CO2蓝绿色水提取：水提取：2 Na2MnO4+3 H2O 2 NaMnO4+MnO(OH)2 +4 NaOH玫瑰红色+6+7 一般一般水提取水提取后，再加几滴稀盐酸，擦洗坩埚，冲后，再加几滴稀盐酸，擦洗坩埚，冲洗干净洗干净以以HCl溶解：溶解：2 NaMnO4+16 HCl 2 MnCl2+2 NaCl+5 Cl2 +8 H2O+7MnMn+72+HCl中Cl-被氧化为元素氯2023-5-13372 Cl2+Pt+2 HCl H2PtCl6强烈作用Pt转入溶液FeCl3与与Pt起类似反应：一是损坏了铂坩埚，起类似反应：一是损坏了铂坩埚

32、，二是影响铁的测定。二是影响铁的测定。2023-5-1338 f:铂坩埚（薄而软），应保持洁净，内外光亮，从铂坩埚（薄而软），应保持洁净，内外光亮，从铂坩埚取出熔融物时，不可用手揉捏，亦铂坩埚取出熔融物时，不可用手揉捏，亦不可用玻璃不可用玻璃棒棒捣刮，经长期使用外表无光，结晶所致，捣刮，经长期使用外表无光，结晶所致，可用下列方法清洗：可用下列方法清洗：i)可在稀盐酸内煮沸，一般可在稀盐酸内煮沸，一般1.5 2 mol L-1HCl中中 （或（或HNO3，切不可两者混合），切不可两者混合）不能清除再用下列方法：不能清除再用下列方法：ii)可用可用K2S2O7、Na2CO3或硼砂（或硼砂（Na4B

33、2O7）熔融洗净）熔融洗净iii)必要时可用必要时可用70 100筛目的无棱角细砂，水湿后擦筛目的无棱角细砂，水湿后擦 拭拭2023-5-1339四、半熔法（烧结法）四、半熔法（烧结法）将试样与熔剂混合，在低于熔点（熔剂和样品这将试样与熔剂混合，在低于熔点（熔剂和样品这一混合物之一混合物之mp）温度下，让两者发生反应，至熔结）温度下，让两者发生反应，至熔结（半熔物收缩成整块）而不是全熔。（半熔物收缩成整块）而不是全熔。半熔法是指熔融物呈烧结状态的一种熔融方法。半熔法是指熔融物呈烧结状态的一种熔融方法。2023-5-1340烧结法的特点烧结法的特点 1、熔剂少，干扰少、熔剂少，干扰少 2、操作速

34、度快、熔样时间短，易提取（尤其重量、操作速度快、熔样时间短，易提取（尤其重量法）法）3、减轻了对铂坩埚的浸蚀作用（因为时间短易提、减轻了对铂坩埚的浸蚀作用（因为时间短易提取）取）4、用于较易熔的样品，如水泥、石灰石、水泥生、用于较易熔的样品，如水泥、石灰石、水泥生料，白云石等，对难熔样分解不完全，如粘土。料，白云石等，对难熔样分解不完全，如粘土。2023-5-13413.3 3.3 硅酸盐的系统分析硅酸盐的系统分析系统分析系统分析 对试样进行几个项目的分别测定称为对试样进行几个项目的分别测定称为单项分析单项分析；若将试；若将试样分解后，通过分离或掩蔽的方法消除干扰离子，然后进行样分解后，通过分

35、离或掩蔽的方法消除干扰离子，然后进行数个项目的依次测定，称为数个项目的依次测定，称为系统分析系统分析。分析系统分析系统 分析系统是在系统分析中从试样分解，组份的分离到依次分析系统是在系统分析中从试样分解，组份的分离到依次测定的测定的程序安排程序安排。2023-5-1342分析系统的特点分析系统的特点好的分析系统应具备以下条件：好的分析系统应具备以下条件：v1.称样次数少。称样次数少。v2.尽可能避免分析过程的介质转换和引入分离方法。尽可能避免分析过程的介质转换和引入分离方法。v3.所选的测定方法必须有好的精密度和准确度。所选的测定方法必须有好的精密度和准确度。v4.适用范围广。适用范围广。v5

36、.称样、试样分解、分液、测定等操作易于计算机联称样、试样分解、分液、测定等操作易于计算机联机，实现自动化分析。机，实现自动化分析。2023-5-1343硅酸盐分析系统硅酸盐分析系统 一、经典分析系统一、经典分析系统 经典分析系统只能测定经典分析系统只能测定SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3 、TiOTiO2 2、CaOCaO、MgOMgO六项，不能测定六项，不能测定 K K2 2O O、NaNa2 2O O、MnOMnO、P P2 2O O5 5，这些项目需另外称样测定。，这些项目需另外称样测定。其特点是准确度高，操作较为繁琐。其特点是准确度高，操作较为

37、繁琐。全分析结果各组分百分含量总和应在全分析结果各组分百分含量总和应在99.5%100.75%2023-5-1344试样试样Na2CO3熔融，熔融，水提取，水提取，HCl酸化，过滤酸化，过滤沉淀沉淀SiO2+杂质杂质溶液：溶液：Al3+、Fe3+、Ti4+、Ca2+、Mg2+氨水沉淀，过滤氨水沉淀，过滤灼烧、称重；灼烧、称重；HF处理后灼烧、称重处理后灼烧、称重SiO2K2S2O7熔融，熔融，稀稀H2SO4提取提取灼烧、称灼烧、称重重R2O3K2S2O7熔融，熔融，稀稀H2SO4提取、过滤提取、过滤沉淀沉淀SiO2nH2O灼烧、称重灼烧、称重溶液：溶液：Al3+、Fe3+、Ti4+K2Cr2O

38、7滴定滴定Fe2O3H2O2光光度法度法沉淀沉淀Fe2O3nH2O、Al2O3nH2O、TiO2nH2O差减法差减法Al2O3溶液：溶液：Ca2+、Mg2+（NH4）2C2O4沉淀、过滤沉淀、过滤SiO2溶液：溶液：Mg2+MgNH4PO4沉淀沉淀NH4HPO4沉淀、沉淀、过滤过滤溶液溶液弃去弃去MgO灼烧、称重灼烧、称重TiO2沉淀沉淀CaC2O4灼烧称重灼烧称重CaO2023-5-1345 二、酸溶快速分析系统二、酸溶快速分析系统试样试样H2F2+H2SO4在聚在聚四氟乙烯容器中四氟乙烯容器中分解分解制成制成H2SO4溶液，溶液，氨水沉淀分离氨水沉淀分离光度法光度法沉淀沉淀络合滴定法络合滴

39、定法硫酸溶解硫酸溶解滤液滤液火焰光度法火焰光度法络合滴定法络合滴定法Fe2O3TiO2CaOMnOP2O5Al2O3Na2OK2OMgO2023-5-13463.3 3.3 水份和烧失量的测定水份和烧失量的测定一、水分的测定一、水分的测定水分可分为水分可分为吸附水吸附水和和化合水化合水1、吸附水、吸附水吸附水在吸附水在105 110下烘下烘2h，称重称重测定。测定。2、化合水、化合水化合水化合水包括包括结晶水结晶水和和结构水结构水两部分。两部分。结晶水是以结晶水是以H2O分子状态存在于矿物晶格中，如石分子状态存在于矿物晶格中，如石膏膏CaSO42H2O。结晶水结晶水通常在通常在300 以下灼烧

40、即以下灼烧即可排出。可排出。2023-5-1347结构水结构水是以化合状态的氢或氢氧根存在于矿物的晶是以化合状态的氢或氢氧根存在于矿物的晶格中，需加热到格中，需加热到300 1300才能分解而放出。才能分解而放出。化合水的测定方法有重量法、气相色谱法、库仑化合水的测定方法有重量法、气相色谱法、库仑法等。法等。二、烧失量的测定二、烧失量的测定 烧失量又称为灼烧减量，是试样在烧失量又称为灼烧减量，是试样在1000 灼烧后灼烧后所失去的质量。所失去的质量。烧失量主要包括化合水、二氧化碳、和少量的硫、烧失量主要包括化合水、二氧化碳、和少量的硫、氟、氯、有机质等。氟、氯、有机质等。2023-5-1348

41、 当试样组成复杂时，高温灼烧过程的化学当试样组成复杂时，高温灼烧过程的化学反应比较复杂，有的反应使试样的质量增加，反应比较复杂，有的反应使试样的质量增加，有的反应使试样的质量减少，因此，严格地说，有的反应使试样的质量减少，因此，严格地说，烧失量是试样中各组分在灼烧时的各种化学反烧失量是试样中各组分在灼烧时的各种化学反应所引起的质量增加和减少的代数和。因此，应所引起的质量增加和减少的代数和。因此，当试样较为复杂时，一般不测烧失量当试样较为复杂时，一般不测烧失量。2023-5-13493.4 二氧化硅的测定二氧化硅的测定 二氧化硅的测定方法很多二氧化硅的测定方法很多:经典的方法经典的方法是是二次盐

42、酸蒸干脱水质量法二次盐酸蒸干脱水质量法提高分析速度采用提高分析速度采用动物胶凝聚质量法和氟硅酸钾滴动物胶凝聚质量法和氟硅酸钾滴定法。定法。适用于适用于高含量高含量的的氢氟酸挥发质量法氢氟酸挥发质量法;适用于适用于微量微量硅的硅的硅钼分光光度法。硅钼分光光度法。2023-5-1350二氧化硅的测定二氧化硅的测定-重量法重量法v原理是采用一定的方法使得硅酸凝聚，然后通过灼烧，原理是采用一定的方法使得硅酸凝聚，然后通过灼烧，称重，差减的方式得到称重，差减的方式得到SiO2的含量。的含量。v如何使硅酸凝聚？如何使硅酸凝聚？首先需要了解硅酸的性质，硅酸溶胶胶粒带负电荷，首先需要了解硅酸的性质，硅酸溶胶胶

43、粒带负电荷，由于同性相斥的原理，使得各胶粒间不易碰撞结合而由于同性相斥的原理，使得各胶粒间不易碰撞结合而聚沉，再由于硅酸溶胶是亲水性胶体，在其周围有紧聚沉，再由于硅酸溶胶是亲水性胶体，在其周围有紧密的水化外壳，阻碍了胶粒间的结合，这也使得硅酸密的水化外壳，阻碍了胶粒间的结合，这也使得硅酸胶体溶液能够保持稳定。胶体溶液能够保持稳定。2023-5-1351v要使硅酸胶体聚沉，其方法（途径）有：1 1、加异号电解质、加异号电解质 中和胶粒的电荷，破坏胶粒的电性，使胶粒显中中和胶粒的电荷，破坏胶粒的电性，使胶粒显中性，不稳定，便沉淀。性，不稳定，便沉淀。2 2、破坏胶粒表面水化膜破坏胶粒表面水化膜va

44、.a.加热：增加碰撞机会加热：增加碰撞机会vb.b.浓缩：除去，使扩散层变薄（整个胶团压缩）浓缩：除去，使扩散层变薄（整个胶团压缩）vc.c.干涸干涸二氧化硅的测定二氧化硅的测定-重量法重量法2023-5-1352硅酸盐NaOH或Na2CO3Na2SiO3浓HClH2SiO3一部分水凝胶一部分水溶胶条件胶体沉淀重量法干涸（蒸发至干）容量法控制C、T、H+完全为溶胶胶体溶液溶液中一、重量法一、重量法2023-5-1353二氧化硅的测定方法二氧化硅的测定方法一、盐酸蒸干法一、盐酸蒸干法 盐酸蒸干法是采用蒸干脱水以破坏水化外壳，盐酸蒸干法是采用蒸干脱水以破坏水化外壳，加入盐酸强电解质以促使硅酸凝聚析

45、出的一种经加入盐酸强电解质以促使硅酸凝聚析出的一种经典的测定方法。典的测定方法。2023-5-1354动物胶：富含氨基酸的蛋白质，两性电解质（动物胶：富含氨基酸的蛋白质，两性电解质（HOOC-R-NH2）PI=4.7 pH 4.7，-NH3+pH 4.7 -COO 在酸性介质中，硅酸胶粒带负电，动物胶带正电，可以在酸性介质中，硅酸胶粒带负电，动物胶带正电，可以发生相互吸引并发生相互吸引并电性中和电性中和，使硅酸胶体凝聚。加之动物，使硅酸胶体凝聚。加之动物胶为强亲水性胶体，能从硅胶粒子上夺取水分，胶为强亲水性胶体，能从硅胶粒子上夺取水分，破坏水破坏水化外壳化外壳，使硅胶凝聚。，使硅胶凝聚。二、动

46、物胶凝聚快速重量法二、动物胶凝聚快速重量法二氧化硅的测定方法二氧化硅的测定方法2023-5-1355二氧化硅的测定方法二氧化硅的测定方法v注意点：注意点：v试液酸度要高（酸度越高，胶团水化程度越小，聚试液酸度要高（酸度越高，胶团水化程度越小，聚合力越强）可先将试液蒸发至合力越强）可先将试液蒸发至湿盐状湿盐状再加浓盐酸。再加浓盐酸。v凝聚时温度控制在凝聚时温度控制在60-70，过滤时温度控制在，过滤时温度控制在30-40。v动物胶加入量为每动物胶加入量为每0.5 g加入加入2-10 mL水为宜。水为宜。2023-5-1356 v在含硅酸的浓盐酸液中，加入足量在含硅酸的浓盐酸液中，加入足量NH4C

47、l，水浴（砂浴）加，水浴（砂浴）加热热10-15min，使硅酸迅速脱水析出。，使硅酸迅速脱水析出。vNH4Cl作用（脱水过程）作用（脱水过程）由于由于NH4Cl的水解的水解,夺取硅酸中的水分夺取硅酸中的水分,加速硅酸的脱水加速硅酸的脱水 NH4+H2ONH3 H2O+H+NH4ClNH4+Cl-三、三、NH4Cl重量法重量法 (水泥化学分析方法水泥化学分析方法GB/T176-1996中规定的基准法)二氧化硅的测定方法二氧化硅的测定方法2023-5-1357过过 程程 简简 述述3:97 HCl溶可溶盐3:97 HCl洗涤滤液Fe、Al、Ca、Mg（Ti、Mn）测定SiO212H2O沉淀（纯净）

48、950-1000 oCSiO2无定型称重%样品Na2CO3熔融浓HCl处理H2SiO3NH4Cl蒸发干涸凝聚沉凝胶溶胶SiO212H2O吸水严重，迅速称量，氯化铵重量法氯化铵重量法2023-5-1358条件及注意事项条件及注意事项 v1.脱水温度及时间脱水温度及时间v脱水时间脱水时间 沸水浴沸水浴10-15 min 10-15 min 温度控制温度控制100-110 100-110 C Cv加热近于粘糊状（现国标蒸干加热近于粘糊状（现国标蒸干GB/T176-1996 ）a）蒸发温度）蒸发温度偏低），偏高（其溶解度低导致形成难溶的碱式盐利于凝聚加热MgFeSiO Fe(OH)ClMg(OH)Cl

49、,C1202o氯化铵重量法氯化铵重量法2023-5-1359vb）脱水时间）脱水时间 10 15 分钟分钟 使结果偏低并且过滤慢透过滤纸损失，不溶性硅酸不完全，易太短脱水不完全：可溶吸附量不易洗净，偏高太长脱水的太干：增加转化 v2.过滤与洗涤过滤与洗涤va)过滤过滤v为缩短过滤时间，加为缩短过滤时间，加10 mL 3:97热稀热稀HCl先先将可溶性盐溶解。将可溶性盐溶解。氯化铵重量法氯化铵重量法2023-5-1360vb)洗涤洗涤 v 3:97热稀热稀HCl作洗涤剂作洗涤剂防止硅酸漏失水解防止可洗去硅酸吸附的杂质加热iii)Al,Feii)i)33注注：洗涤时酸太多可使硅酸漏失，应控制：洗涤

50、时酸太多可使硅酸漏失，应控制8-10 mL一次，共一次，共洗洗10-12次。次。氯化铵重量法氯化铵重量法2023-5-13613)灼烧、冷却、称重至恒重灼烧、冷却、称重至恒重 v灼烧可除去硅酸中残余水：灼烧可除去硅酸中残余水：H2SiO3 x H2O-x H2OH2SiO3110 oCSiO212H2O950-1000 oCSiO2 无定形950C灼烧灼烧40min是无定形是无定形SiO2，易吸水易吸水，产生，产生+0.1%误差，灼烧后冷却的条件应保持一致，才易误差，灼烧后冷却的条件应保持一致，才易 达到恒重。达到恒重。2023-5-1362mmm坩埚沉坩埚2)(SiO淀计算：计算：4）精确分