第七章硅酸鹽分析硅酸鹽：硅酸中的氫被Al、Fe、Ca、Mg、K、Na及其它金屬取代形成的鹽（XSiO2·yH2O）。在自然界中，按質量計約占地殼質量的85%以上。在自然界分布的廣泛性是主要的造巖礦物極酸性巖酸性巖中性巖基性巖超基性巖粘土和黃土硅酸鹽巖石中金屬含量極酸性巖和酸性巖:氧化鋁(10%~16%);鉀，鈉氧化物(7%~8%)，鈦含量不高，堿土金屬含量較低，鉻，鎳，錳通常不存在．中性巖：含有較多的鋁和堿金屬，堿土金屬含量也高．基性和超基性巖：鈣和鎂含量較高，并含有鎳，鉻，和亞鐵，而鋁和堿金屬的含量較低．釩常存在于基性和超基性巖石中，鍶和鋇則常存在于中性和酸性巖中，鋰常常出現(xiàn)在鈉含量較高的巖石中．意義在地球科學研究中，經(jīng)常要求進行巖石組份全分析，其主要目的是為了了解巖石內部組份的含量變化，元素在地質體內的遷移和變化規(guī)律，元素的集中與分散巖漿的來源，演化及可能出現(xiàn)的礦物，以求解決礦體巖相分帶，，闡明巖石成因等問題．在礦物定名時，化學組份的研究更具有其重要意義．硅酸鹽礦物巖石的組成及分析項目組成：氧，硅，鋁，鐵，鈣，鎂，鈉，鉀．其次是錳，鈦，硼，鋯，鋰，氫，氟等．它們主要是形成惰性氣體型離子的元素和部分過渡型離子的元素．一般測定項目：主要成份分析項目次要組份：某些稀有元素,如銣,銫,鈮,鉭等,以及貴金屬和稀土元素,在有些情況下也要測定.硅酸鹽巖石平均化學組成0.3760.1010.2990.1241.051.153.133.845.083.493.803.0815.3459.14含量(%)成份含量(%)成份試樣的分解方法氫氟酸+硫酸分解碳酸鈉熔融分解苛性堿熔融分解過氧化鈉熔融分解含鋰硼酸鹽熔融分解四、水分及灼燒減量測定1、水分測定：1）吸附水：與礦石性質，樣品細度，大氣濕度有關。105-110℃干燥至恒重的25×Φ40mm的稱重瓶，180~200目樣烘2h稱重。干燥法測定吸附水，結果不列入分析報告中

2）化合水：包括結晶水和結構水，生產(chǎn)中一般不測，因為除少數(shù)巖石（云母、滑石等）外，一般不含化合水，人造產(chǎn)品經(jīng)高溫煅燒，一般不含化合水。目的：測定吸收水分是計算干燥基樣品的組分2、灼燒減量：水、二氧化碳、少量S、F、Cl和有機物等在高溫下可揮發(fā)的物質，1000℃灼燒40分鐘。五．硅酸鹽的系統(tǒng)分析1．經(jīng)典系統(tǒng)分析將元素先進行分組分離再測定Fe、Ti連續(xù)測定pH=2.2~2.5,60°C磺基水物酸滴Fe。pH=4，PAN指示劑80℃CuSO4返滴定法Al、Ti。加苦杏仁酸將與Ti結合的EDTA置換出可用CuSO4滴定EDTA。Ca、Mg的連續(xù)測定pH=10NH3-NH4Cl緩沖buffer中測Ca、Mg總量，鉻黑T指示劑；pH=12NaOH測Ca2.快速分析在一份試液中，不經(jīng)分離或很少分離，通過掩蔽及儀器方法分別測定

1. 硅酸鹽分析流程圖試樣Na2CO3熔融，稀HCl浸取，兩次蒸干脫水，溶解可溶性鹽類后過濾。NaOH熔融，稀HCl浸取，蒸發(fā)至濕鹽狀態(tài)，動物膠凝聚，溶解可溶性鹽類后過濾。沉淀（硅酸）不純SiO2灼燒稱重殘渣溶液稱重水浸取K2S2O7熔融，濾液稀釋至一定體積K2S2O7法或

EDTA法測定

Fe2O3

EDTA法測定Al2O3+TiO2合量

H2O2比色法測定

TiO2處理，灼燒HF-H2SO4或EDTA法連續(xù)測定Fe2O3,Al2O3,TiO2氨水法或銅試劑沉淀分離沉淀（棄去）濾液EDTA法測定CaO+MgO合量EDTA法測定

CaO濾液2. 硅酸鹽分析法稱取兩份試樣，一份用KOH熔融后，用K2SiF6容量法測定SiO2。另一份按下列分析方案進行。2. 稱取兩份試樣，按下述分析方案進行。水泥工業(yè)原料設備生產(chǎn)過程反應條件水泥成分水泥應用硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣石灰石、粘土、輔助原料（石膏）水泥回轉窯高溫磨→燒→磨建筑粘合劑水泥工業(yè)展望3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3名稱混凝土鋼筋混凝土水泥砂漿原料用途水泥、砂子、碎石建造橋梁、廠房建造高樓大廈等高大建筑等水泥、砂子、水建筑用粘合劑水泥、砂子、碎石、鋼筋6、我國主要玻璃工業(yè)產(chǎn)地玻璃工業(yè)1、原料3、反應原理主要原料：純堿、石灰石和石英。2、成分：Na2SiO3,CaSiO3,4SiO2或Na2O·CaO·6SiO25、幾種常見的玻璃如秦皇島耀華玻璃廠，洛陽北玻玻璃廠，洛陽藍地鋼化玻璃有限公司淄博嘉利玻璃工業(yè)有限公司等。4、設備玻璃熔爐主要化學反應：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫[設問]這兩個反應是否違反反應規(guī)律？復分解反應規(guī)律僅適用于溶液，不能套用于高溫條件下的反應。幾種常見玻璃簡介普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色藍玻璃紅玻璃化學儀器玻璃光學儀器玻璃鋼化玻璃光纖玻璃光導纖維：1964年8月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導線，被譽為“纖維光學之父”。比頭發(fā)絲還細的一對光導纖維上同時傳送3萬門電話且中繼距離長達20——50Km，保密性能好。

在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。

把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機械強度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。返回種類石英玻璃光學玻璃化學儀器玻璃玻璃纖維鋼化玻璃有色玻璃（紅色）

有色玻璃（蘭色）

成分全為SiO2

含PbO玻璃制成的無機纖維,與普通玻璃成分相同含Co2O3

含Cu2O

含Na2B4O7幾種玻璃的成分洛陽藍地鋼化玻璃廠三、陶瓷

自學提綱:

①了解制陶瓷的原料,條件,過程。

②了解陶瓷的種類，主要用途。原料過程產(chǎn)品種類用途粘土混合、成型、干燥、燒結、冷卻土器、陶器、瓷器、炻器廣泛應用于生產(chǎn)生活中思考題對照三種硅酸鹽工業(yè)，總結硅酸鹽工業(yè)的共同特點？（1）生成物都是硅酸鹽；（2）原料都是含硅物質；（3）反應條件都是高溫；（4）反應原理都是發(fā)生了復雜的物理、化學變化。作業(yè)

1.稱取0.5000g粘土樣，熔融酸化并分離除去SiO2沉淀，濾液及沉淀液收集于250mL容量瓶中，取該液25.00mL在PH=2時用濃度為0.01000M的EDTA滴定至磺基水楊酸變色，耗3.10mL，再加入過量EDTA，調PH=5~6使Al3＋充分絡合后，用濃度為0.01030M的Zn(AC)2標液滴定過量EDTA。加入固體NH4F煮沸后用Zn(AC)2標液EDTA，耗17.10mL至終點，計算Fe2O3、Al2O3的含量。

2.稱取0.5000g水泥試樣，分解后過濾除去SiO2，濾液定容250mL。(1)

吸取25.00mL用氨水和HCl調pH=2.0~2.5用TCaO/EDTA=0.5608mg/mL的EDTA滴定至終點耗EDTA3.30mL。(2)

在以上的溶液中加入15.00mL的EDTA及pH=4.3的HAC-NaAC緩沖溶液15mL，加入PAN指示劑，用濃度0.01000M的Cu2+標液滴定過量的EDTA耗Cu2+標液9.80mL。(3)

用比色法測得TiO2含量為0.29%。(4)

取10.00mL濾液，掩蔽Fe3+、Al3+后，用KOH調pH>12用EDTA滴定鈣至終點，耗22.90mL。(5)

仍取10.00mL的濾液，掩蔽Fe3+、Al3+后，加pH=10的緩沖溶液25mL，用K-B指示劑，EDTA滴定，耗23.54mL。求Fe2O3

、Al2O3、CaO、MgO量。復習題1.什么是硅酸鹽工業(yè)分析?其任務和作用是什么?2.通過查閱有關資料，對硅酸鹽樣品中二氧化硅的測定方法進行綜述并簡述其基本原理？3.測定水泥及其原料中容量法測定三氧化二鐵、三氧化二鋁、一氧化錳的方法常用的有幾種？原理如何？4.帶硅試驗溶液中測定鈣、鎂含量時，有哪些離子干擾？如何消除這些離子的干擾？說明使用掩蔽劑的條件。氧化鎂的測定常采用什么方法？對于高鎂樣品中鈣的測定應注意什么問題？5.欲測定水泥熟料、生料、鐵礦石、石灰石、粘土、石膏、礦渣等樣品中的SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。請根據(jù)所學知識，畫出其系統(tǒng)分析流程簡圖。6.試述氟硅酸鉀測定硅的主要條件。7.硅酸鹽樣品中硅的測定方法有幾種?在什么情況下選擇什么方法比較合適?8.往水泥生料0.4779g試料中加入20.00mL0.5000mol/LHCl標準滴定溶液，過量的酸需要用7.38mLNaOH標準滴定溶液返滴定，已知1mLNaOH相當于0.6140mLHCl溶液。試求生料中以碳酸鈣表示的滴定值。9.稱取硅酸鹽試樣0.1000g，經(jīng)熔融分解，沉淀出K2SiF6，然后經(jīng)過濾洗凈，水解產(chǎn)生的HF用0.1124mol/LNaOH標準滴定溶液滴定，以酚酞為指示劑，耗去標準滴定滴定溶液28.54mL。計算試樣中SiO2的質量分數(shù)。10.某硅酸鹽試樣1.000g，以重量法測得Fe2O3+A12O3的總量為0.5000g，將沉淀溶解于酸，將Fe3+還原為Fe2+，用0.03000mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定，消耗25.00mL，計算試樣中FeO和Al2O3的質量分數(shù)。[Mr(FeO)=71.85;Mr(Al2O3)=159.7]復習題1.離子交換樹脂怎樣分類？2.何為離子交換樹脂的交聯(lián)度？它如何影響樹脂性能？3.怎樣選擇樹脂？若要在鹽酸溶液中分離Fe3+、Al3+，應選擇什么樹脂？分離后Fe3+，Al3+應該出現(xiàn)在哪里？4.怎樣處理樹脂？怎樣裝柱？如果試樣中含有CO32-，用H-型陽離子交換樹脂進行分離有無問題？如有問題，該如何辦？5.始漏量和總交換量的含義是什么？為什么始漏量總是小于總交換量？哪些因素影響它們二者的差距？6.為什么制備去離子水時，總是先讓自來水通過H-型陽離子、HO-型陰離子交換柱以后再通過混合柱？7.如何利用離子交換樹脂進行去離子水的制備、如何測定試樣中總鹽量、如何分離干擾組分、如何富集痕量組分？8.如果要測定天然水