容量法

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(一)方法要点 样品经氢氧化钾熔融分解后，在强碱性条件下，二氧化硅即转为可溶性硅酸盐，在硝酸溶液中，可溶性硅酸在过量氟离子存在下，生成氟硅酸钾沉淀。此氟硅酸钾在水中有较大的溶解度，但如果溶液中有过量的钾离子，则氟硅酸钾的溶解度即大大降低，甚至难溶于水，可过滤得纯净的氟硅酸钾沉淀。反应如下：

氟硅酸钾在水中水解，生成氢氟酸，最后以氢氧化钠滴定所生成的氢氟酸，根据消耗的氢氧化钠，即可求得二氧化硅的含量。

(二)试剂配制

1．浓硝酸(比重1．42，分析纯)。

2．氯化钾(分析纯固体)。

3．氢氧化钾(分析纯固体)。

4．5%中性氯化钾酒精溶液：溶解5g分析纯氯化钾于50m水中，用酒精稀释至100ml。

5．15%氟化钾溶液：将15g氟化钾(KF·2H₂O)溶于水中，稀释至100ml，贮存于塑料瓶中备用。

6．1%酚酞指示剂：1%酒精溶液。

7．0．15N氢氧化钠标准溶液：称取6g化学纯NaOH溶于无CO₂蒸馏水后，再用无CO₂蒸馏水稀释至1L。此液必须标定，方法为：准确称取经900℃灼烧1h的分析纯二氧化硅0．0500－0．1000g，用与样品相同测定步骤进行熔融、沉淀、过滤，最后用以标定氢氧化钠准确浓度。

(三)测定步骤 称取2gKOH放入镍坩埚内，在通风橱中的四孔小电炉上加热，将水分先蒸发掉，然后开始低温熔融，使氢氧化钾逐渐熔化，待全部熔化后，逐渐加高温度，至镍坩埚内氢氧化钾成微红色，过5min后取下坩埚，冷却后，立即准确称取通过140号筛的烘干土样品0．1500g于氢氧化钾熔融物上面，再在样品上盖2－3粒固体氢氧化钾。然后放在四孔小电炉上熔融，由低温逐渐升高温度，至样品全部熔融后，加高温度至坩埚底部达暗红色(700－750℃)，并保持5－10min，即可将坩埚取下。

冷却后，加少许蒸馏水使坩埚内样品熔解(切不可加热水，以免发热沸腾)，并将坩埚转动几次，然后将样品倒入250ml塑料烧杯内，用少量蒸馏水洗坩埚，倒入杯内，再盖上表面皿，沿杯边迅速加入浓硝酸15ml。向坩埚内加几滴硝酸，再用少许蒸馏水分数次借助带橡皮头的塑料筷擦洗坩埚与盖子，每次用水约3ml。

向烧杯内加2－3g氯化钾，用带橡皮头的塑料筷搅拌至氯化钾全部溶解，并加蒸馏水使溶液总体积达30ml左右，冷却，加10ml15%氟化钾溶液，即形成氟硅酸钾沉淀，搅拌后放置5min。

用快速滤纸在塑料漏斗中过滤，滤液用塑料容器承接。用5%中性氯化钾酒精溶液将烧杯内剩余沉淀冲洗3次，每次约2ml，以洗净烧杯，溶液应一并倒入漏斗中，然后再用少量5%氯化钾酒精溶液洗漏斗中沉淀3次，每次都必须待滤液滤干后再进行，要求沉淀物中剩余酸越少越好。

将沉淀连同滤纸放入原塑料烧杯内，并加入10ml5%中性氯化钾酒精溶液以防沉淀水解，加酚酞指示剂5滴，用塑料筷将滤纸充分捣碎，再用0．15N氢氧化钠溶液边搅边中和滤纸和沉淀物中未洗净的酸(即滴至微红)，此氢氧化钠用量不记。烧杯中加入沸水至200ml，然后将烧杯放入盛有沸水的600ml烧杯中，使氟硅酸钾沉淀充分水解，再加入酚酞指示剂5滴，用0．15N标准氢氧化钠溶液滴至微红色出现，记下消耗氢氧化钠溶液毫升数(V)。

用同样操作方法作空白试验，记下消耗标准氢氧化钠溶液毫升数(V₀)。

(四)结果计算

式中：N——标准氢氧化钠当量浓度；

0．01502——每毫克当量二氧化硅的克数(即，硅为4价)。

(五)注释

①加氟化钾进行沉淀时，总体积必须保持在40ml左右，体积太大其结果易偏低，太小则钾盐易析出，使结果不稳定。

②应小心将硝酸一次倒入塑料杯中，以免胶体硅酸析出。加入硝酸的酸度保持在3N以上，可以降低其他氟化物沉淀的影响(特别是铝)。

③沉淀氟硅酸钾的温度应低于30℃，夏天应在冷水中冷却。氯化钾用量通常夏天用3g，冬天用2g，用量太多易使结果不稳。

④在加入氟化钾沉淀剂后，要迅速过滤、洗涤、中和，以防氟硅酸钾沉淀水解。

⑤在滴定完毕后，溶液温度不应低于70－75℃，否则终点不易判断，致使测定结果误差太大。滴定终点为微红色，不要过深，否则引起结果偏高。

⑥称样重可根据二氧化硅的大致含量而定，见表15-2。

表15-2 根据二氧化硅含量百分数来估计称样重