重量法

出处：按学科分类—农业科学 农业出版社《土壤农化分析手册》第400页（3196字）

(一)方法要点 土样经碳酸钠熔融后，用盐酸溶解熔块，用重量法测定溶液中的硅，须先使亲水胶体二氧化硅脱水絮凝析出，然后过滤使与其他元素分离，沉淀经900－920℃灼烧，称重，即得二氧化硅含量。脱水方法介绍三种：

1．HCl脱水法 用浓HCl脱去SiO₂·nH₂O中的水，因盐酸是一种挥发酸，它夺取水分的力量很大，容易蒸发，且蒸发后不留任何残渣，且H⁺的作用，也有利于SiO₂·nH₂O胶体的絮凝作用。但蒸发须在水浴上进行。使温度不超过100℃，否则溶液中的Fe、Al、Mg等氯化物就会形成难溶性碱性氯化物，使SiO₂的结果偏高。反应如下：

2．动物胶法 动物胶是一种蛋白质，在酸性介质中带正电，如下反应：

而硅酸是带负电荷的一种亲水性很强的胶体，当在适当的温度(70℃)下，这两种胶体就互相吸引，且正负电性中和，使二氧化硅迅速凝聚，沉淀下来。

动物胶凝聚硅酸进行脱硅的条件与盐酸浓度、溶液温度以及动物胶用量有关。有人建议盐酸浓度在8N以上，溶液温度控制在70℃左右为宜，如低于60℃或高于80℃时，均不能使硅酸凝聚完全。脱硅后溶液，测定FeAl时须煮沸破除动物胶。

3．HClO₄脱水法 利用浓HCl和HClO₄进行脱水，所得的二氧化硅，较用HCl脱水法所得的含杂质少。

(二)试剂配制

1．HCl比重1．19，分析纯。

2．1%HCl 取浓HCl 3ml稀释至100ml。

3．5%硫氰化钾溶液 称5gKSCN溶于水中稀释至100ml。

4．70%过氯酸，分析纯。

5．0．5NHCl 取浓HCl 42ml用水稀释至1L。

6．1%动物胶新鲜溶液：称1g动物胶(明胶)溶于70℃的100ml水中。

(三)测定步骤

1．盐酸脱水法 将Na₂CO₃熔融并用盐酸溶解后的溶液(本章第二节一、所得的待测液)在通气橱内沸水浴上蒸干，同时用水冲洗表面皿。用玻棒将残渣压碎，加入浓HCl 10ml溶解残渣，并用滴管滴加HCl浸湿蒸发皿器壁周围，再蒸干，压碎残渣，最后再加浓HCl 10ml，稍待片刻(2－3min)后，加热水50ml，在沸水浴上加热5min。

趁热以快速无灰滤纸用倾泻法过滤后，每次用10－15ml 1%的热HCl洗涤沉淀3－4次(每次尽量倾干)，然后再将沉淀移在漏斗上，每次加洗液前必须等上次液滴不再下滴再加下一次，直至无Fe³⁺反应为止(在白瓷色板上接收几滴洗液，加KCNS溶液一滴，无红色出现即示洗净)。最后再用热水洗2－3次。

将滤液和洗液在蒸发皿中蒸干，再如上法脱硅一次，加15ml浓HCl脱硅过滤洗涤等。将两次沉淀合并灼烧。

将滤液与洗液承接于250ml容量瓶中，冷却后，定容到250ml，作为铁、铝、钛、锰、钙、镁、磷等元素的待测液。如果滤液中有絮状物表示脱硅不完全，应重新进行脱硅处理。一般进行两次脱硅即可完全。溶液的盐酸浓度约0．7N。

沉淀连同滤纸包好，放入已经恒重的铂坩埚中，使盖子留一小缝，在四孔电炉(图15－2)上低温进行碳化处理。等到冒烟，揭开盖子，使其充分氧化，但不得着火。等无黑烟冒出时增加炉温进行灰化，使滤纸的碳末全部变成白色或灰白色(SiO₂粉末极轻极易被吹失，灼烧时要特别小心)。

图15－2 四孔小电炉结构

1．电炉底座用厚铁皮制成(四壁高4．5cm) 2．四面均用石棉板构成(6×8cm) 3．为一具有四孔的石棉板(20×20cm)盖在电炉上 4．放入孔内的坩埚(其底部距炉底0．5cm)，炉内(18×18cm)装有1500W炉丝

将坩埚移入高温电炉中(加盖)经900－920℃灼烧半小时，取出，在干燥器中冷却20min，称重，再灼烧10min，冷却、称重，直至前后二次差0．3mg即为恒重。同时要做空白试验。

2．动物胶法 将用Na₂CO₃熔融并用HCl溶解后的溶液(本章第二节一、所得的待测液)在通风橱内水浴上，将杯的1／2－1／3浸入沸水面下蒸发至近干，此时盐分析出，但并未全干，仅成为稠糊状物。加浓HCl 20ml，搅拌后放置过夜，或者在水浴上80－90℃下保温20min(盖上表面皿)。

同时配制l%的新鲜动物胶于烧杯中，同样与待测液一起放入水浴中保温在70℃，然后沿皿嘴加入10ml动物胶，并搅动数次，在70℃下保持10min，使脱硅达到完全。

趁热以快速无灰滤纸用倾泻法过滤，再用热水或稀酸洗至无Fe³⁺反应为止(作法同上法)。滤液承接于250ml容量瓶中，冷却后用蒸馏水定容，作为系统分析之用。

将漏斗中的沉淀连同滤纸包好，放在已称至恒重的铂坩埚中，低温碳化，增温灰化，高温灼烧至恒重，灰分即为SiO₂重量。有关过滤、灰化、灼烧等具体操作参用HCl脱水法进行。

3．高氯酸脱水法 将用Na₂CO₃熔融并用HCl溶解后的溶液(本章第二节一、所得的待测液)加10ml 70%HClO₄，在蒸发皿上架一玻璃棒做的三角架，上盖以表面皿，将此蒸发皿放入通气橱中的电热板上加热蒸发，HClO₄溶液要保持微沸并发烟约15－20min，使SiO₂脱水。冷却后，加20－30ml热水稀释之，趁热用快速无灰滤纸过滤，用0．5N HCl洗涤沉淀10－12次至无其它盐类为止(用KCNS检查方法同HCl脱水法)。滤液与洗液定容于250ml容量瓶中，作系统分析之用。

沉淀按HCl脱水法中所述之步骤碳化、灰化、灼烧并称至恒重。

(四)结果计算

如果有必要的话(沉淀夹有杂质，或更精确测定)，可以用滴管沿坩埚壁滴加1－2ml水以湿润SiO₂沉淀，防止损失。再加1∶2H₂SO₄4－5滴，然后小心地加5－7mlHF，在水浴上蒸发至仅残留少量H₂SO₄时，在电炉上蒸发至干，出现白烟时，再放入高温电炉灼烧10－15min，冷却、称重，所损失之重即SiO₂之重，用此重量改算SiO₂%，如果残留的残渣较重，超过3－4mg，应再用少量HF重复处理一次。在装有残渣已称过的坩埚中，加入1gK₂S₂O₇(或Na₂CO₃)，在喷灯氧化焰上熔融后，将坩埚连同熔块一并放入烧杯，加入25ml 1N HCl，微热使残渣溶解，然后将此溶解好的溶液与分离硅酸后的滤液一起合并定容。