028游离二氧化硅的测定

游离二氧化硅的焦磷酸法

1 原理

粉尘中的硅酸盐及金属氧化物能溶于加热到245℃~250℃的焦磷酸中，游离二氧化硅几乎不溶，而实现分离。然后称量分离出的游离二氧化硅，计算其在粉尘中的百分含量。 2 仪器

2.1 采样器：同GBZ/T 192.1和GBZ/T 192.2。 2.2 恒温干燥箱。

2.3 干燥器，内盛变色硅胶。 2.4 分析天平，感量为0.1mg。 2.5 锥形瓶，50ml。 2.6 可调电炉。 2.7 高温电炉。

2.8 瓷坩埚或铂坩埚，25ml，带盖。 2.9 坩埚钳或铂尖坩埚钳。 2.10玛瑙研钵。 2.11慢速定量滤纸。 2.12玻璃漏斗及其架子。 2.13温度计：0℃~360℃。 3 试剂

实验用试剂为分析纯。

3.1 焦磷酸，将85%（W/W）的磷酸加热到沸腾，至250℃不冒泡为止，放冷，贮存于试剂瓶中。 3.2 氢氟酸，40%。 3.3 硝酸铵。

3.4 盐酸溶液，0.1mol/L。 4 样品的采集

现场采样按照GBZ 159执行。

本法需要的粉尘样品量一般应大于0.1g，可用直径75mm滤膜大流量采集空气中的粉尘，也可在采样点采集呼吸带高度的新鲜沉降尘，并记录采样方法和样品来源。

5 测定步骤

5.1 将采集的粉尘样品放在105℃±3℃的烘箱内干燥2h，稍冷，贮于干燥器备用。如果粉尘粒子较大，需用玛瑙研钵研磨至手捻有滑感为止。

5.2 准确称取0.1000g~0.2000g（m）粉尘样品于25ml锥形瓶中，加入15ml焦磷酸搅拌，使样品全部湿润。将锥形瓶放在可调电炉上，迅速加热到245℃~250℃，同时用带有温度计的玻璃棒不断搅拌，保持15min。

5.3 若粉尘样品含有煤、其他碳素及有机物，应放在瓷坩埚或铂坩埚中，在800℃~900℃下灰化30min以上，使碳及有机物完全灰化。取出冷却后，将残渣用焦磷酸洗入锥形瓶中。若含有硫化矿物（如黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿等），应加数毫克结晶硝酸铵于锥形瓶中。再按照3.5.2加焦磷酸及数毫克硝酸铵加热处理。

5.4取下锥形瓶，在室温下冷却至40℃~50℃，加50℃~80℃的蒸馏水至约40ml ~45ml，一边加蒸馏水一边搅拌均匀。将锥形瓶中内容物小心转移入烧杯，并用热蒸馏水冲洗温度计、玻璃棒和锥形瓶，洗液倒入烧杯中，加蒸馏水约至150ml~200ml。取慢速定量滤纸折叠成漏斗状，放于漏斗并用蒸馏水湿润。将烧杯放在电炉上煮沸内容物，稍静置，待混悬物略沉降，趁热过滤，滤液不超过滤纸的2/3处。过滤后，用0.1mol/L盐酸洗涤烧杯，并移入漏斗中，将滤纸上的沉渣冲洗3~5次，再用热蒸馏水洗至无酸性反应为止（用pH试纸试验）。如用铂坩埚时，要洗至无磷酸根反应后再洗3次。上述过程应在当天完成。

5.5 将有沉渣的滤纸折叠数次，放入已称至恒量（m1）的瓷坩埚中，在电炉上干燥、炭化；炭化时要加盖并留一小缝。然后放入高温电炉内，在800℃~900℃灰化30min；取出，室温下稍冷后，放入干燥器中冷却1h，在分析天平上称至恒量（m2），并记录。 5.6 计算 按式（1）计算粉尘中游离二氧化硅的含量：

w

m2-m1

100．．．（1） m

式中：w——游离二氧化硅含量，%；

m1——坩埚质量数值，单位为克（g）；

m2——坩埚加游离二氧化硅质量数值，单位为克（g）； m——粉尘样品质量数值，单位为克（g）。

5.7 焦磷酸难溶物质的处理

若粉尘中含有焦磷酸难溶的物质时，如碳化硅、绿柱石、电气石、黄玉等，需用氢氟酸在铂坩埚中处理。方法如下：

将带有沉渣的滤纸放入铂坩埚内，如步骤3.5.5灼烧至恒量（m2），然后加入数滴9mol/L硫酸溶液，使沉渣全部湿润。在通风柜内加入5ml~10ml 40%氢氟酸，稍加热，使沉渣中游离二氧化硅溶解，继续加热至不冒白烟为止（要防止沸腾）。再于900℃下灼烧，称至恒量（m3）。氢氟酸处理后游离二氧化硅含量按式（2）计算：

w

m2- m3

100 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2） m

式中：w——游离二氧化硅含量，%；

m2——氢氟酸处理前坩埚加沉渣加游离二氧化硅和焦磷酸难溶物质的质量数值，单位为克

（g）；

m3——氢氟酸处理后坩埚加焦磷酸难溶物质的质量数值，单位为克（g）； m——粉尘样品质量数值，单位为克（g）。

6 说明

6.1 焦磷酸溶解硅酸盐时温度不得超过250℃，否则容易形成胶状物。 6.2 酸与水混合时应缓慢并充分搅拌，避免形成胶状物。

6.3 样品中含有碳酸盐时，遇酸产生气泡，宜缓慢加热，以免样品溅失。

6.4 用氢氟酸处理时，必须在通风柜内操作，注意防止污染皮肤和吸入氢氟酸蒸气。.6.5 用铂坩埚处理样品时，过滤沉渣必须洗至无磷酸根反应，否则会损坏铂坩埚。

磷酸根检验方法如下：

原理：磷酸和钼酸铵在pH4.1时，用抗坏血酸还原成蓝色。

试剂：①乙酸盐缓冲液（pH4.1）：0.025mol/L乙酸钠溶液与0.1mol/L乙酸溶液等体积混合，②1%抗坏血酸溶液（于4℃保存），③钼酸铵溶液：取2.5g钼酸铵，溶于100ml的0.025mol/L硫酸溶液中；用试剂①分别将试剂②和③稀释10倍（临用时配制）。

检验方法：取1mL样品处理的过滤液，加上述稀释试剂各4.5mL，混匀，放置20min，若有磷酸根离子，溶液呈蓝色。