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氟硅酸钾容量法测定二氧化硅2009-11-19 12:521 方法提要在有过量的氟、钾离子存在的强酸性溶液中，使硅酸形成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀。
经过滤、洗涤及中和沉淀与滤纸上的残余酸后，加沸水使氟硅酸钾沉淀水解，生成定量的氢氟酸，然后以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液进行滴定。
2 试剂2.1 氢氧化钠(粒状或片状)。
2.2 氯化钾:研细后贮存备用。
2.3 硝酸(ρ1.42g/mL)。
2.4 盐酸(ρ1.19g/mL)。
2.5 盐酸(1+5)。
2.6 氟化钾溶液(150g/L):将15g氟化钾(KF•2H2O)置于塑料杯中，加50mL水溶解，加入20mL硝酸，以水稀释至100mL，在搅拌下加氯化钾至饱和，放置30min，用快速滤纸过滤于塑料瓶中。
2.7 氯化钾溶液(50g/L)。
2.8 氯化钾-乙醇溶液(50g/L):将5g氯化钾溶于50mL水中，加50mL95%的乙醇，混匀。
2.9 酚酞指示剂溶液(10g/L):将1g酚酞溶于100mL95%的乙醇中，用氢氧化钠溶液调至中性。
2.10 氢氧化钠标准溶液的配制和标定方法2.10.1 配制( =0.15mol/L)将60g氢氧化钠溶于10L水中，充分混匀，贮存于带胶塞(装有钠石灰干燥管)的塑料桶中或硬质玻璃瓶内。
2.10.2 标定称取约0.8g(精确至0.0001g)苯二钾酸氢钾于400mL烧杯中，加入约150mL新煮沸过的冷水(该冷水用氢氧化钠标准溶液中和至酚酞呈微红色)，使其溶解。
然后加入6滴,7滴酚酞指示剂(10g/L)，以氢氧化钠标准溶液滴定至微红色。
氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，按式(3)计算: (3)氢氧化钠标准溶液对二氧化硅的滴定度( )，按式(4)计算: (4)式中:m5??苯二钾酸氢钾的质量,单位为克，g;204.21??苯二钾酸氢钾的分子量;V??滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,单位为毫升，mL; TSiO2??1mL氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量，单位为毫克每毫升，mg/mL;15.02??1/4二氧化硅分子量。
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)H 2SiO3＝＋3H2F2＝H2SiF63H2O (3)H 2SiF62KCl＝K2SiF6↓＋2HCl (4)K 2SiF6＋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。
氟硅酸钾容量法测定二氧化硅容易出现的问题一、试样在分析天平上定量称取后，倒入银坩埚后容易成团，会造成高温熔样时，试样分解不完全，导致测定结果偏低。
二、试样加碱后，放入高温炉的温度过高，已达或接近控制温度，或盖上银坩埚盖时未留缝，均容易喷样，导致结果偏低。
三、在测定二氧化硅的试样溶液中加入的氯化钾固体的量不够，生成氟硅酸钾沉淀不完全，导致测定结果偏低。
四、在测定二氧化硅的试样溶液中加入氯化钾固体时，如溶液的温度高，会溶解过多氯化钾。
以致在溶液静置时析出的氯化钾固体太多，增加沉淀过滤的难度，延长了过滤时间，可能导致部分氟硅酸钾沉淀水解，结果偏低。
五、在测定二氧化硅的试样溶液中，加入浓硝酸，氟化钾溶液并加氯化钾固体饱和后，放置时间不够，导致氟硅酸钾沉淀不完全，使结果偏低。
六、做漏斗水柱的技术不熟练，过滤时漏斗不能形成水柱，过滤、洗涤速度太慢，可能导致部分氟硅酸钾沉淀水解，结果偏低。
七、过滤、洗涤氟硅酸钾沉淀时，因为粗心大意，错用蒸馏水作洗液，导致沉淀部分水解，结果偏低。
用氯化钾洗液（50g／l）洗涤次数和用量控制不好，导致沉淀部分水解，结果偏低。
八、中和残余酸时，速度太慢，导致沉淀部分水解或完全水解，结果偏低甚至测定失败。
九、残余酸未能中和完全，还有部分留在滤纸中，导致结果偏高。
十、用于水解的蒸馏水偏酸性，不中和，导致结果偏高。
十一、用于水解的蒸馏水未沸腾，或沸腾之后又冷却或体积太少滴定时，不利于氟硅酸钾沉淀的水解，易导致结果偏低。
十二、滴定时，终点掌握不好，颜色太浅或太红，导致结果偏低或偏高。
十三、天平使用不过关，称样不准确，以及不能正确使用容量瓶、移液管、滴定管，都会对测定的准确性带来很大影响。
针对以上氟硅酸钾容量法测定二氧化硅时容易出现的问题，可以相应采用以下办法来解决：一、在分析天平上准确称取试样，并把其完全倒至银坩埚后，需轻轻震击银坩埚底部，使试样分散，便于试样能充分与氢氧化钠接触而容易反应完全，或采用银坩埚在熔样中途摇动一次的办法。
氟硅酸钾法测定二氧化硅方法的原理、实践、应用详细讨论了氟硅酸钾沉淀生成的条件测定二氧化硅方法的原理干扰及消除、使用实践操作中常遇到的问题及解决、介绍两个应用操作规程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.实际使用中证明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（K2S iF6）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＝＋2NaC l (2)H2SiO3＝＋3H2F2＝H2SiF6+3H2O (3)H2SiF6+2KCl＝K2SiF6↓＋2HC l (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。
氟硅酸钾法测定金精矿中二氧化硅二氧化硅在金精矿的冶炼过程中起着重要作用，二氧化硅含量太低时，在冶炼过程中不容易造渣，很难把金和其它金属元素和非金属杂质分离；二氧化硅含量太高时，冶炼炉渣粘度增加，很难将金与渣分离，影响金的回收率。
因此准确知道金精矿中二氧化硅含量在冶炼过程中至关重要。
本文采用氟硅酸钾滴定法测定金精矿中的二氧化硅含量，这种方法已经在我们单位推广使用，它简便快速，准确度好。
方法提要：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。
该方法使用范围1%-70%。
关键词：二氧化硅；苛性碱；氟硅酸钾；氢氧化钠1试验部分（1）方法原理试样用氢氧化钾熔融，在含有3mol/L硝酸(含有盐酸但浓度以硝酸计)的溶液中，加KCl使呈KCl的饱和溶液，于该溶液中加入KF，使Si呈K2SiF6↓，用KCl溶液洗涤氟硅酸钾沉淀中所含残余的游离酸。
纯净的氟硅酸钾在沸水中水解，析出游离酸，用氢氧化钠标准溶液滴定游离酸，间接计算SiO2的含量。
（2）主要试剂：氢氧化钾、氯化钾、硝酸钾、硝酸（ρ=1.42 g/ml）、盐酸（ρ=1.19g/ml）、氟化钾溶液（300g/L 于塑料器皿(瓶)中配制或保存）、氯化钾—乙醇溶液（50g/L）、氯化钾洗液（500g/L）、酚酞（10g/L）、氢氧化钠标准溶液氢氧化钠储备溶液配制：c(NaOH)≈10mol/L 称取400 g NaOH溶解于1000ml，煮沸过的蒸馏水中，储存于塑料瓶中。
置暗处3天～4天后使用。
氢氧化钠标准溶液配制：c(NaOH)≈0.2mol / L。
取20ml氢氧化钠储备液(3.10.1)，以新煮沸并冷却至室温的蒸馏水稀释至1000ml，混匀。
硅酸盐中二氧化硅含量的测定氟硅酸钾容量法实验原理：测定二氧化硅的氟硅酸钾法，是根据硅酸在有过量的氟离子和钾离子存在下的强酸性溶液中，能与氟离子作用生成氟硅酸离子SiF 6 2-，并进而与钾离子作用生成氟硅酸钾(K2 SiF 6 )沉淀该沉淀在热水中定量水解生成相应的氢氟酸，因此可以用酚酞作指示剂，用NaOH 标准溶液来滴定至溶液呈微红色即为终点。
其反应方程式如下：SiO32-+ 6F- + 6H+ 1SiF62- + 3H2OSiF62- + 2K+K2 SiF6K2 SiF6 + 3H2 O —^2KF + H 2 SQ3+ 4HFNaF + H 2O4HF +NaOH在上述反应中，一个摩尔的SiO32-转变为四个摩尔的HF ,而HF 与NaOH 反应的摩尔比是1:1，由此可知，被测物SiO2与NaOH是按1:4的摩尔比进行化学计量的，即所消耗的每一摩尔的NaOH 仅相当于四分之一摩尔的SiO2，按此关系计算SiO2的含量。
要使反应进行完全，首先应把不溶性的二氧化硅或不溶性的硅酸盐变为可溶性的硅酸；其次要保证溶液有足够的酸度；还必须有足够的氟离子和钾离子存在。
在水泥分析中，对可溶于酸的样品如普通水泥熟料，纯熟料水泥以及不含酸性混合材料的各种硅酸盐水泥和矿渣水泥等，可以直接用酸分解。
对于不能用酸分解的试样，多采用碳酸钾作熔剂，熔融后再进行分解。
其中用硝酸分解试样比用盐酸好些，因用硝酸分解样品不易析出硅酸盐凝胶，同时由于在浓硝酸介质中氟铝酸盐比在同体积的浓盐酸介质中的溶解度大的多，可以减少铝离子的干扰。
溶液的酸度应保持在3mol •_ -1左右，过低易形成其它盐氟化物沉淀而干扰测定，但酸量过多会给沉淀的洗涤与中和残余酸的操作带来麻烦，亦无必要。
所用的硝酸应一次加入，预防析出硅胶，使测定结果偏低。
氟硅酸钾沉淀完全与否，和溶液体积的关系不是太大，一般在80mL 以内均可得到正确的结果。
但在实际操作中，保持在50mL 左右，温度低于30 C以使氟硅酸钾沉淀的反应进行完全。
氟硅酸钾容量法测定二氧化硅
[摘要]用氟硅酸钾容量法代替重量法，测定玻璃和原料中的二氧化硅，简便，能及时指导生产。
[关键词]氟硅酸钾容量法；二氧化硅测定
1、方法原理
试样经碱熔融，将不溶性二氧化硅转为可溶性的硅酸盐。
在硝酸介质中与过量的钾离子、氟离子作用，定量地生成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀。
沉淀在热水中水解，相应地生成等量氢氟酸。
生成的氢氟酸用氢氧化钠标准溶液滴定，借以求出试样中的二氧化硅含量。
SIO32-+6F-+6H+→SiF62-+3H20
SiF6 2-+2K+ →K2SiF6↓
K2SiF6↓+3H20 → 2KF+H2SiO3+4HF
HF+NaOH =NaF+H20
2、测定方法
准确称取0.1 g左右试样于镍坩埚中加2 g左右氢氧化钾，置低温电炉熔融，经常摇动坩埚，在600~650℃继续熔融15-20min，旋转坩埚，使熔融物均匀地附着在坩埚内壁，冷却，用热水浸取熔融物于300 ml塑料杯中。
盖上表面皿。
一次加入15 ml硝酸，再用少量盐酸(1：1)及水冲洗坩埚，熔融物于300 ml塑料杯中。
盖上表面皿。
控制体积在60 ml左右，冷却至室温，在搅拌下加入固体氯化钾至过饱和，加入10ml氟化钾，用塑料棒搅拌，放置7 min。
用涂蜡的玻璃漏斗及快速定性滤纸过滤，用5％氯化钾水溶液洗涤塑料杯2-3次，洗涤滤纸一次，将滤纸及沉淀放回到原塑料杯中，沿杯壁加入10 ml的15％氯化钾一乙醇溶液及1 ml 酚酞指示剂。
用0．15 N氢氧化钠标准溶液中和未洗净的残余酸，仔细搅拌滤纸，并擦洗杯壁直至试液呈微红色不消失。
加入200—250 ml中和过的沸水，立即以0.15 N氢氧化钠标准溶液滴定至微红色。
二氧化硅百分含量按下式计算：
式中：V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，ml
G——试样重量，g
TSiO2——氢氧化钠标准溶液对二氧化硅的滴定度，mg／m1
3、条件试样与讨论
3．1 温度对标定氢氧化钠浓度的影响
氢氧化钠标准溶液浓度准确与否，直接影响分析结果准确度。
温度越高，标定出氢氧化钠浓度越高。
3．2 氟硅酸钾沉淀条件的选择试验
(1)酸的种类及酸度对沉淀的影响，氟硅酸钾沉淀的生成是在强酸环境下进行的，硝酸为最佳。
硝酸分解试样熔块不易析出硅凝胶。
氟铝酸盐在硝酸介质中比在盐酸介质中溶解度大，可消除铝钛的干扰，所以在方法中选用硝酸。
沉淀时溶液酸度对硅沉淀完全与否有一定的影响，氢离子的存在可以抑制氟硅酸钾的水解。
若沉淀时酸度过低，易形成其它盐类氟化物与硅氟硅酸钾共沉淀而干扰测定，酸度过高，又增加沉淀溶解度。
为选择适宜酸度，在固定其它条件下，改变溶液酸度，发现溶液的最佳酸度为3N。
(2)溶液体积对沉淀的影响，40—60ml为最佳体积。
体积大导致结果偏低，若特别控制好酸度，氯化钾加入量，过滤速度快也可得到合格结果。
(3) 用KOH 中和残余酸的操作应迅速完成，特别是当室温较高时，若中和时间过长，氟硅酸钾沉淀易水解。
中和过程中，滤纸应展开，基本中和后再将滤纸搅碎，若滤纸过早捣碎，会造成中和困难，切忌滤纸成团。
(4) 由于K2SiF6的溶解和SiF62-的水解均为吸热反应，所以水解时的温度越高, 体积越大越有利于K2SiF6的溶解和SiF62-的水解。
实验表明，实际操作中应用沸水体积在200 ml 以上，并且滴定终点温度在60 ℃以上。
实验中，所用沸水须先用NaOH 中和，以消除水质对结果的影响。
(5) 残余酸中和、沸水的中和及最后滴定终点三者颜色须严格保持一致，且残余酸中和后至加沸水滴定前，若K2SiF6有小部分水解使溶液偏酸性颜色消失或变淡时，不宜再中和。
(6)氯化钾加入量。
过量氯化钾在溶液中的存在，因共同离子效应反应向右进行，有利氟硅酸钾沉淀的生成，并且完全。
氯化钾加入量过少，沉淀不完全测定结果偏低。
加入量过多，增加洗涤困难。
未溶解的氯化钾与杂质共沉淀，不易中和，使结果偏高。
氯化钾过饱和量0.5—1.0 g为佳．
(7)沉淀温度的影响。
氟硅酸钾沉淀的生成是放热反应，降低温度利于沉淀完全。
但氟硅酸钾的溶解度随温度的降低而减小。
因此增加过滤洗涤困难。
在操作中最好控制25℃以下，含铝高的样品温度不能过低。
(8)15％氟化钾的加入量。
15％氟化钾为试验中的沉淀剂。
是氟硅酸钾沉淀的重要条件之一。
加入量过少，沉淀不完全导致结果偏低。
加入量过多，易使同类物质同时与氟硅酸钾沉淀共沉，不易洗净，导致结果偏高。
15％氟化钾加入10 ml为最佳。
（当溶液中铝离子的浓度较高时，则易生成难溶性的氟铝酸钾沉淀，这不仅使过滤缓慢，且往往引起分析结果偏高，为消除铝的影响，在能满。
