水泥化学分析方法—二氧化硅的测定(氯化铵重量法—基准)

6.7 二氧化硅的测定——氯化铵重量法(基准)

6.7.1 方法提要 

试样以无水碳酸钠烧结,盐酸溶解,蒸发至糊状后加入固体氯化铵,蒸发至干使硅酸凝聚,经过滤灼烧后称量。用氢氟酸处理后,失去的质量即为胶凝性二氧化硅含量,加上滤液中比色回收的可溶性二氧化硅含量即为总二氧化硅含量
6.7.2 分析步骤
6.7.2.1 胶凝性二氧化硅的测定
称取约0.5g试样(m₁₆),精确至0.0001g,置于铂坩埚中,盖上坩埚盖,并留有缝隙,在950℃～1000℃下灼烧5min.取出坩埚冷却。加入0.30 g～0.32g已磨细的无水碳酸钠(6.1.27),用细玻璃棒仔细压碎块状物并搅拌均匀,把黏附在玻璃棒上的试料全部刷回坩埚内,再将坩埚置于950℃～1000℃下灼烧10 min,取出坩埚冷却。
将烧结块移入150mL～200mL瓷蒸发皿中,加入少量水润湿,盖上表面皿,从皿口慢慢加入5mL盐酸及2～3滴硝酸,待反应停止后取下表面皿,用平头玻璃棒压碎块状物使其充分分解,用热盐酸(1+ 1)清洗坩埚数次,洗液合并于蒸发皿中。将蒸发皿置于蒸汽水浴上,皿上放一玻璃三角架,再盖上表面皿。蒸发至糊状后,加入1g氯化铵(6.1.28),搅匀,在蒸汽水浴上蒸发至干后继续蒸发10min～15min,期间仔细搅拌并压碎大颗粒。
取下蒸发皿,加入10 mL～20mL热盐酸(3+97),搅拌使可溶性盐类溶解。立即用中速定量滤纸过滤,用胶头擦棒和滤纸片擦洗玻璃棒及蒸发皿,用热的盐酸(3+97)洗涤沉淀3次,然后用热水洗涤沉淀10～12次,滤液及洗液收集于250mL容量瓶中。
在沉淀上加入3滴硫酸(1+4),然后将沉淀连同滤纸一并移入铂坩埚中,盖上坩埚盖,并留有缝隙,在电炉上灰化完全后,放入(1175±25)℃或950℃～1000℃的高温炉(6.2.7)内灼烧1h[有争议时, 以(1175±25)℃灼烧的结果为准],.取出坩埚,置于干燥器(6.2.6)中冷却至室温,称量,反复灼烧直至恒量(m₁₇)。
向坩埚中慢慢加入数滴水润湿沉淀,加入3滴硫酸(1+4)和10 mL氢氟酸,放入通风橱内的电炉上低温加热,蒸发至干,升高温度继续加热至三氧化硫白烟冒尽。将坩埚放入950℃～1000℃的高温炉(6.2.7)内灼烧30 min以上,取出坩埚,置于干燥器(6.2.6)中冷却至室温,称量,反复灼烧直至恒量(m₁₈)。
6.7.2.2 经氢氟酸处理后的残渣的分解
向按6.7.2.1 经过氢氟酸处理后得到的残渣中加入0.5g～1g焦硫酸钾(6.1.29),加热至暗红,熔融至杂质被分解。熔块用热水和3mL～5mL盐酸(1+1)转移到150 mL烧杯中加热微沸使熔块全部溶解,冷却后.将溶液合并入按6.7.2.1 分离二氧化硅后得到的滤液和洗液中,用水稀释至刻度,摇匀。
此溶液A供测定滤液中残留的可溶性二氧化硅(6.7.2.3)、三氧化二铁(6.8或6.21)、三氧化二铝(6.9或6.23、6.24)、氧化钙(6.10)、氧化镁(6.27)、二氧化钛(6.12)和五氧化二磷(6.17)用。
6.7.2.3 可溶性二氧化硅的测定——硅钼蓝分光光度法
从6.7.2.2溶液 A 中吸取25.00mL 溶液放入100 mL容量瓶中,加水稀释至410mL,依次加入5mL盐酸(1+10)、8mL乙醇(6.1.12)、6 mL钼酸铵溶液(6.1.34),摇匀。放置 30 min后,加入20mL盐酸(1+1)、5 mL抗坏血酸溶液(6.1.35),用水稀释至刻度,摇匀。常温下放置1h后,用分光光度计(6.2.14)),10 mm 比色皿,以水作参比,于波长660 nm处测定溶液的吸光度,在工作曲线(6.1.2.2)上求出二氧化硅的含量(m₁₉)。
6.7.3 结果的计算与表示
6.7.3.1 胶凝性二氧化硅质量分数的计算
胶凝性二氧化硅的质量分数wSiO₂,P按式(24)计算:
           ……………(24)
式中:
          wSiO₂,P——胶凝性二氧化硅的质量分数,%;
              m₁₇——灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚的质量,单位为克(g);
              m₁₈——用氢氟酸处理并经灼烧后的残渣及坩埚的质量,单位为克(g);
            m₀₁₇——空白试验灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚的质量,单位为克(g);
            m₀₁₈——空白试验用氢氟酸处理并经灼烧后的残渣及坩埚的质量,单位为克(g);
              m₁₆——6.7.2.1中试料的质量,单位为克(g)
6.7.3.2 可溶性二氧化硅质量分数的计算
可溶性二氧化硅的质量分数wSiO₂,Sol按式(25)计算:
           .........(25)
式中:
         wSiO₂,Sol——可溶性二氧化硅的质量分数,%;
                m₁₉——按6.7.2.3测定的扣除空白试验值后100 mL溶液中二氧化硅的含量,单位为毫克(mg);
                 m₁₆——6.7.2.1中试料的质量,单位为克(g);
                   10——全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比。
6.7.3.3 二氧化硅质量分数的计算
二氧化硅的质量分数wSiO₂按式(26)计算:
          ………(26)
式中:
         wSiO₂——二氧化硅的质量分数,%;
       wSiO₂,P——胶凝性二氧化硅的质量分数,%;
    wSiO₂,Sol——可溶性二氧化硅的质量分数,%