分光光度法测定碳酸钙中的二氧化硅.pdf

第６卷第２期２０１２年６月材料研究与应用ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴｌ０ＮＶｏ】６．ＮＯ．２Ｊｕｎ．２０ｌ２——文章编号：１６７３９９８１（２０１２）０２０１５０．０３分光光度法测定碳酸钙中的二氧化硅熊文，赖心，谢辉广州有色金属研究院分析测试中心，广东广州５１０６５０摘要：用盐酸和氢氟酸分解试样，以钼酸铵为显色剂、抗坏血酸为还原剂，在溶液酸度为０．９的条件下，硅与铜酸盐形成硅钼黄络合物，用硫酸提高酸度，以抗坏血酸为还原剂，使硅形成稳定的硅训蓝络合物，采用分光光度法测定溶液的吸光度，从而计算出溶液中二氧化硅的含量．结果表明，本法所测值的相对标准偏差（ＲＳＤ）为１．７％～７．６％（ｎ＝７），回收率为９８．４％～１０１２％，测定结果与ＧＢ／Ｔ３２８６．２．１９９８方法测定的结果相一致．关键词：二氧化硅；碳酸钙；分光光度法中图分类号：０６５７１５文献标识码：Ａ碳酸钙是用途极广的化工资源，作为一种重要的无机粉体产品，由于原料广、加丁成本低、无毒性及白度高被广泛地用于橡胶、造纸、塑料和涂料等行业中．根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙及晶体碳酸钙．在各类碳酸钙衍生品中，二氧化硅的含量是评价其质量的重要指标之一，而相关测定二氧化硅的方法，多为高温条件下碱性环境熔解方”法ｕ，这些方法存在操作繁琐及流程冗长的缺点．本文用盐酸和氢氟酸体系分解试样，用硼酸络合多余的氟，以钼酸盐为显色剂，抗坏血酸为还原剂，采用分光光度法测定碳酸钙中二氧化硅的含量．１实验部分１．１样品试液制备称取１．００００ｇ碳酸钙样品置于１００ｍＬ聚四氟乙烯烧杯中，片ｊ水润湿后加入１０ｍＬ盐酸，然后放置于沸水浴中溶解，待试样中二氧化碳气体逸尽，加入１ｍＬ氢氟酸，继续水浴加热至样品分解完全后，再加入１５ｍＬ硼酸溶液，水浴加热５ｒａｉｎ后取下冷却，最后移至１００．００ｍＬ容量瓶中，以水稀释至刻—收稿日期：２０１２０２一ｌ５作者简介：熊文（１９６０．１，女，湖北武汉人，＿Ｊ．程师．度，混匀．同时，制备样品空白溶液．１．２分析方法移取适量样品试液于１００．００ｍＬ容量瓶中，并补充空白溶液至５０ｍＬ．加入１５ｍＬ水、５ｍＬ钼酸铵溶液，混匀后于室温Ｆ放置１０～１５ｍｉｎ（室温低于℃２０时，放置２０～３０ｍｉｎ），再加入５ｍＬ草酸溶液、”１０ｍＬ硫酸１及５ＩＩｌＬ抗坏血酸溶液，混匀，以水定容摇匀，放置２０ｍｉｎ，然后将部分试液及随同试料所作的空白试验溶液移人２ｃｍ吸收池中，以一级水为参比，在波长为８１３Ｆｌｍ处测定吸光度，用所测试液的吸光度减去随同试料所作的空白试验溶液的吸光度，从标准曲线上查出相应的二氧化硅的含量，并计算卅样品中所含二氧化硅的质量分数．标准曲线的绘制：分别移取０，１．００，２．００，４．００，６．００及８．００ｍＬ的５ｍｇ／Ｌ的二氧化硅标准溶液于１００ⅡｍＬ容量瓶中，』Ｊ入试验空白溶液至５０ｍＬ，按实验方法测定并绘制出标准曲线．１．３试剂与仪器试剂：１２５ｍｇ／Ｌ二氧化石丰标准储备液，使用时用水稀释成为５ｍｇ／Ｌ的二氧化硅标准工作溶液；盐酸（１＋１）、硫酸（１＋１）、氢氟酸溶液（１＋９）及硼酸溶液万方数据第６卷第２期熊文，等：分光光度法测定碳酸钙中的二氧化硅１５】５０９／Ｌ、钼酸铵溶液５０９／Ｌ、草酸溶液２００ｇ／Ｌ、抗坏血酸溶液（现配）２０ｇ／Ｌ，所用试剂均为分析纯；实验用水为一级水．仪器：７２３型可见分光光度计；ＡＢ２０４一Ｓ型电子灭平．２结果及讨论２．１试样溶解方式及溶液酸度试样溶解方式有两种：一是加入ｌＯｍＬ盐酸，沸水浴溶解，待二氧化碳气体逸尽，加入ｌｍＬ氢氟酸，继续水浴加热至样品分解完全；二是加入４ｇ混合熔剂（取二份无水碳酸钠与一份硼酸研磨，混匀），℃于９５０土５０下在马弗炉中熔融７～１０…ｍｉｎ．经过实验对比后发现，两种方法均能完全溶解试样，并且所测结果一致．由于混合熔剂体系所需试剂繁多，℃且要在９５０士５０的高温条件下进行，而采用盐酸十氢氟酸体系，则条件简便易行，故本实验采用盐酸＋氢氟酸溶解试样．生成硅钼杂多酸的酸度与溶液的酸度有关．当钼酸铵的浓度为０．０４∥ｍｏｌ／Ｌ时，室温下形成硅钼酸”的适宜酸度为０．７～１．４ｔ，故本实验选取溶液的酸度为０．９．２．２分析波长的选择按实验方法，在６００～８５０ｒｉｍ范围内测定硅钼蓝络合物的吸光度，并根据实验数据绘制出吸收光谱曲线．硅钼蓝体系吸光度随时问变化很小，在室温下显色２０ｍｉｎ后达到最大吸光度，并可稳定８ｈ．由于硅钼蓝体系在波长为８１３ｎｍ处的吸光度最大，而以水做参比的试剂空白吸收值基本不变，故选取测定吸收波长为８１３ｎｍ．２．３显色剂用量的选择及还原酸加入量决定硅钼蓝显色完全和稳定的主要因素是硅钼黄的显色完全及稳定［６】．在其它试剂的加入最和加入顺序不变的情况下，分别加入３～７ｍＬ钼酸铵溶”液１，硅钼黄显色时问为１０～４０”ｒａｉｎ１，颜色基本稳定不变．因此，选择加入钼酸铵溶液５ｍＬ，放置１０～１５ｒａｉｎ℃ｒ室温低于２０时放置２０～３０ｍｉｎ）．依照硅钼蓝法原理，实验以抗坏血酸为还原剂，用硫酸调高酸度，当还原剂加入量为２－６ｍＬ时，吸光度最大而且基本保持稳定．考虑到还原剂加入量不足，会导致硅钼黄不能够完全还原为硅钼蓝，所以本实验选择抗坏ｆｆ｝１．酸加入量为５ｍＬ．２．４共存离子干扰移取３０ｍＬ二氧化硅标准上作溶液于一系列１００ｍＬ容量瓶中，分别加入不同共存离子，按实验””方法操作．当共存离子Ｚｎ，Ｆｅ，Ｐｂ２＋及ｃｕ２＋的含量分别为２ｍｇ，１．５ｍｇ，３．５ｍｇ和０．２ｍｇ时，所测结果的相对昃差小于５％，表明这些共存离子对测定没””有干扰】．但由于Ｐ５＋和Ａｓ可与钼酸铵络合，对测定”有干扰，会使测定结果偏高．因此，应控制Ａｓ的含”量，当Ａｓ含量小于０．１”ｍｇ时，不干扰测定１；而Ｐ５＋对测定的干扰则可用草酸消除［９１，且草酸能与Ｆｅ３＋络”合，掩蔽Ｆｅ黄色对测定的干扰［１０］．２．５样品分析准确称取含量不同的３份碳酸钙样品１．００００９，采用分光光度法测定（次数ｎ－７），结果列于表１．由表１可知，采用分光光度法所测结果的相对标准偏差（ＲＳＤ）为１．７％～７．６％，与采用ＧＢ／Ｔ—３２８６．２１９９８方法所测定的值相吻合．表１样品中ＳｉＯ。的分析结果Ｔａｂｌｅ１ＡｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆＳｉ０２ｉｎｓａｍｐｌｅｓ样品∥本法测定值ｗ％平均值ｗ％相对（Ｒ标ＳＤ准）／霎差ＧＢ法／Ｔ测３定２８值６．２州－１舅８ｌ号Ｏ．０１３，Ｏ．《）１４，Ｏ．０１４，０．０１５，００１６，０．０１５，００１６０．０１５７．６０．０１３２号０．００９８，Ｏ．００９５，Ｏ．００９４，０．００９７，０．００９７，０．００９５，０．００９８０．００９６１．７Ｏ．００９５３号Ｏ．０４４，０．０４１，０，０４２，０．０４５，０．０４３，Ｏ．０４５，００４３０．０４３３．４Ｏ．０４５分别准确称取３份碳酸钙含量相同的样品１．００００ｇ，按本实验方法采用标准加入法测定样品中ＳｉＯ：的含量，其结果列于表２．南表２可知，加标回收率为９８．４％～１０１．２％．样品分析结果表明，采用分光光度法测定碳酸钙中二氧化硅且测定结果准确，能很好地满足日常分析的检测要求．万方数据１５２材料研究与应用２０１２３结论表２加标回收率Ｔａｂｌｅ２Ｔｅｓｔｆｏｒｒｅｃｏｖｅｒｙ本文研究了采用ＨＣｌ。ＨＦ体系分解碳酸钙试样，分光光度法测定其中二氧化硅含量的方法．陔方法所测值的相对标准偏差（ＲｓＤ）为１．７％～７．６％（ｎ＝７），回收率为９８．４％～１０１．２％，测定结果与ＧＢ／Ｔ３２８６．２．１９９８方法测定的结果相一致．陔方法具有流程短、操作简便、快速、准确等特点，能很好的满足日常分析中各类碳酸钙中低含量二氧化硅的检测要求．参考文献：［１Ｊ国家质量技术监督局．ＧＢ／Ｔ—３２８６．２１９９８石灰石、白云石化学分析方法一二氧化硅量的测定【ｓ】．北京：原冶金工业部信息标准研究院，１９９８．［２】郝佳，尚玉俊，王秀莉，等．石灰石中＿氧化硅含量的快速—测定研究【Ｊ】．河南职［医学院学报，２０１ｌ，２３（２）：１３５１３８．【３］白文静．石灰石中二氧化硅的分析方法研究【Ｊ】．铝镁通讯，２００１（４）：４６．［４］张树朝．现代轻金属冶金分析［Ｍ】．北京：化学工业出版社．２００７：３３２．［５］第一机械工业部～Ｅ海材料研究所．金属材料化学分析方法第二分册［Ｍ］．北京：机械１－业出版社，１９８２．［６】裴秀玲．光度法测定片状五氧化＿钒中硅［Ｊ］．有色矿冶，２００５，２１（５）：６３－６４．［７】张志磊，叶俊伟，李俊强，等．碳化硼微粉中微量硅的测定研究［Ｊ】．中国科技论文在线，２００８，６（４）：４１—９４２２．［８】袁丽丽．硅镅蓝光度法测定铅精矿中二氧化硅［Ｊ］．冶金分—析，２００４，２４（３）：７７７８．［９］侯曼玲，邓飞跃，鲁统娟，等．硼氢化钾还原一硅钳蓝分光光度法测定钢铁中硅［Ｊ】．冶金分析，２００４，２４（１）：３９－４１．［１０１张锦柱。工、吐分析［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，１９９７：】０３．ＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｎｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅＸｌＵＮ【ｊＷｅｎ．ＬＡｌＸ１ｎ．ＸＩＥＨｕｌＡｎａｌｙｔｉｃａｌＴｅｓｔｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒＵｎｄｅｒＧｕａｎｇｚｈｏｕＲｅｓｅａｒｃｈｌｎｓｔｉｔｕｄｅ可Ｎｏｎ－ＦｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇ－ｚｈｏｕ５１０６５０，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓａｍｐｌｅｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃａｃｉｄ．Ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｏｎｉｎｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｎｉｔｒｉｃ—ａｃｉｄａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｆｏｒｍ—ｓｉｌｉｃｏｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｙｅｌｌｏｗｃｏｍｐｌｅｘｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄａｔｅ（ｐＨ＝０．９１ｂｙｕｓｉｎｇ—ａｍｍｏｎｉｕｍｍｏｌｙｂｄａｔｅａｓｃａｔａｌｙｔｉｃａｇｅｎｔ．Ａｆｔｅｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅａｃｉｄｉｔｙｂｙｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ，ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｏｎｃｏｕｌｄｆｏｒｍ—ｓｉｌｉ—ＣＯｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｂｌｕｅｃｏｍｐｌｅｘｂｙｕｓｉｎｇａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄａｓｒｅｄｕｃｉｎｇｒｅａｇｅｎｔ．Ｗｉｔｈｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｗｅｃｏｕｌｄｇｅｔｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｎａｒｓｅｎｉｃｔｒｉｏｘｉｄｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｌ，７％－７．６％（甩＝７），ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｆｏｒｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓｉｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ９８．４％～１０１．２％．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＧＢ／Ｔ３２８６．２．１９９８．ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅ；ｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ万方数据