硅钼蓝分光光度法测定石灰石及白云石中二氧化硅含量

硅钼蓝分光光度法测定石灰石及白云石中二氧化硅含量

吕春友

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队 新疆 伊宁 835000）

摘要 试料用碳酸钠-硼酸混合溶剂熔融，稀盐酸浸取。分取部分试液，在约0.15mol/L的盐酸介质中，钼酸铵与硅酸形成硅钼杂多酸，加入草酸-硫酸混合酸，消除磷、砷干扰，用硫酸亚铁铵将其还原为硅钼蓝，于分光光度计680nm处测量吸光度。

关键词 石灰石 白云石 二氧化硅硅 钼蓝分光光度法

1引言

二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。二氧化硅的分析方法较为成熟，主要有滴定法、重量法、硅钼蓝分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）、Ｘ射线荧光光谱法(XRF)、火花放电原子发射光谱法等。其中重量法和分光光度法因理论成熟、操作简单、结果准确稳定等优点应用广泛。

2实验部分

2.1主要仪器和试剂

（1）SP-756P。

（2）混合溶剂：取两份无水碳酸钠与一份硼酸研磨，混匀。

（3）盐酸（1+5），盐酸（1+14），无水乙醇。

（4）钼酸铵溶液（60g/L），存储于塑料瓶中，必要时过滤后使用。

（5）草酸-硫酸混合酸：称取35g草酸（H2C2O4·2H2O）,溶于1000mL硫酸（1+8）中。

（6）硫酸亚铁铵溶液（60g/L）：称取6g硫酸亚铁铵[Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O]溶于加有3滴～5滴硫酸（ρ=1.84g/mL）的水中，用水稀释至100mL。用时配制。

（7）二氧化硅标准溶液：称取0.2500g高纯二氧化硅（不低于99.99%，称量前预先于950℃～1000℃灼烧30min并冷却至室温）于铂坩埚中，加3g混合溶剂，混匀，再覆盖1g混合溶剂。盖上铂盖（留一缝隙），将铂坩埚置于950℃高温炉中熔融10min,取出，冷却至室温。将铂坩埚和铂盖置于盛有100mL热水的聚四氟乙烯烧杯中，低温加热浸取熔块至溶液清亮。用热水洗出铂坩埚及铂盖，冷却至室温。将溶液移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，立即转移至塑料瓶中贮存。此溶液1.00mL含500.0µg二氧化硅。移取50.00mL二氧化硅标准溶液（500.0µg/mL）于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，立即转移至塑料瓶中，此溶液1.00mL含50.0µg二氧化硅。

2.2实验方法

2.2.1试料分解

准确称取0.50g试样（精确至0.0001）置于预先盛有3.0g混合溶剂的铂坩埚中，混匀，再覆盖1.0g混合溶剂。将铂坩埚置于炉温950℃～1000℃熔融10min,取出，冷却。用水冲洗铂坩埚外壁，将铂坩埚置于300mL烧杯中，加75mL盐酸（1+5），低温加热浸出熔块，用水洗出铂坩埚。低温加热至试液清亮，冷却至室温。将溶液移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取5.00mL溶液于100mL容量瓶中，加8mL无水乙醇，再加8mL盐酸（1+14），立即用水稀释至50mL，混匀。加5mL钼酸铵溶液（60g/L），混匀，于室温放置20min，室温低于15℃时，于约30℃的温水浴中放置15min～20min。加20mL草酸-硫酸混合酸，混匀，放置1min～2min，立即加入5mL硫酸亚铁铵溶液（60g/L），用水稀释至刻度，混匀。

2.2.2标准曲线的绘制及测量

移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL二氧化硅标准溶液（50.0µg/mL）置于一组预先盛有10mL盐酸（1+14）的100mL容量瓶中，加8mL无水乙醇，用水稀释至50mL，混匀。以下步骤按实验方法进行。于分光光度计波长680nm处，用1cm比色皿测量吸光度，从标准曲线上查的相应的二氧化硅量。

2.2.4二氧化硅含量的计算:ω（SiO2）式中：m1为在标准曲线上查得的二氧化硅量，µg；m为试料样，g；V1为分取储备液体积，mL；V为储备液体积，mL。

3结果与讨论

3.1工作曲线的线性

分取标准系列0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL的二氧化硅标准溶液（50.0µg/mL）于100mL容量瓶中，按以上实验方法测得二氧化硅吸光度数据见表1。

表1测SiO2标准曲线表

由表1可知，二氧化硅标准曲线线性方程为：y=0.150x+0.002，相关系数为R2=0.9999。

3.2钼酸铵溶液加入量的选择

分别移取含50.0µg硅的标准溶液，再分别加入3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL钼酸铵溶液，固定其他条件不变，按照实验步骤进行试验。结果表明，钼酸铵溶液的用量在3.00mL～6.00mL之间时，吸光度趋于稳定。实验选择钼酸铵溶液加入量为5.00mL。

3.3草酸－硫酸混合酸中草酸质量浓度的选择

分别移取含50.0µg硅的标准溶液，再分别加入20mL草酸质量浓度依次为10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L的草酸－硫酸混合酸。固定其他条件不变，按照实验步骤进行试验。结果表明，草酸－硫酸混合酸中草酸质量浓度为10～30g/L时，吸光度呈上升趋势；当质量浓度为30～50g/L时，吸光度达到最大值并保持稳定。实验选择草酸－硫酸混合酸中草酸质量浓度为35g/L。

3.4准确度、精密度和加标回收实验

对国家标准物质分别为GBW(E)070158,GBW07217,GBW03108,进行6次测定，分别计算出它们的平均值、相对误差、相对标准偏差。对国家标准物质GBW(E)070158,GBW(E)070159,进行了加标回收实验，在方法最佳条件下进行测定并求出加标回收率，测定结果见表2～3。

表2方法准确度和精密度实验结果

表3加标回收率实验的测定结果

从表2和表3可以看出国家标准物质的测定值与标准值相符，方法的相对标准偏差为0.90%～1.50%，回收率为96.0%～101.5%。

4.结论

本文采用硅钼蓝分光光度法测定石灰石及白云石中二氧化硅含量，确定了方法最优测定条件即钼酸铵溶液加入量为5.00mL、草酸－硫酸混合酸中草酸质量浓度为35g/L。综上所述，本方法操作简便，准确度和精密度高且加标回收率也较高，能满足快速、准确、批量分析地质勘探矿石样品的要求。

参考文献

［1］张晓梅.硅钼蓝分光光度法测定矿物中二氧化硅的含量[J].新疆有色金属,2020,43(4):17-18.

［2］白英丽，王佳丽，孙洪涛等．硅钼蓝分光光度法测定高铍铍铝合金中硅.冶金分析，2019,39（9）:81-85.