硅酸鹽分析系統

系統分析方法知識準備酸溶、堿熔—氯化銨系統(2)堿熔—氟硅酸鉀系統水泥及其原料的主要測定項目：SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、燒失量。另外：如水泥還需增測TiO2、MnO、SO3、F、Na2O、K2O等；石膏需增測

SO3；粘土、礬土等需增測TiO2；礦渣需增測MnO；而螢石僅需測定CaF2、CaCO3、F、Fe2O3即可。即在用酸加熱分解樣品的同時，加入NH4Cl促進脫水使硅酸凝聚變成凝膠析出，以重量法測定二氧化硅，濾液及洗滌液收集在250mL容量瓶中，供EDTA配位滴定法測定鐵、鋁、鈣、鎂、鈦等。該方法適用于不溶物

0.2%的水泥熟料，不含酸性混合材的普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥等。(2)酸溶、堿熔—氯化銨系統酸溶、堿熔—氯化銨系統樣品堿熔NH4Cl溶液EDTA測鐵、鋁、鈣、鎂EDTA測鐵、鋁、鈣、鎂溶液溶液NaOHKFK2SiF6HF測硅重量法測二氧化硅容量法測定二氧化硅SiO2測硅認識水泥認識水泥1.定義水泥是指加入適量水后可成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結在一起的細粉狀水硬性膠凝材料。知識準備2.性質、用途

性質：

a.水泥屬水硬性膠凝材料不但在空氣中而且在水中也可硬（而石膏、石灰之類屬氣硬性膠凝材料，所以只在空氣中硬化）用途：大量用于工、農業建設b.原料

由原料中的化學成分來決定，使化學成分符合水泥中氧化物含量的要求。天然水泥

英國有些地方只用一種原料就能生產水泥，因為原料中所含有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3，CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3并且接近所需含量，不需要配料。

硅酸鹽及制品1、硅酸鹽

硅酸鹽即硅酸的鹽類，就是由二氧化硅和金屬氧化物所形成的鹽類，是硅酸（xSiO2·yH2O）中的氫被Al、Fe、Ca、Mg、K、Na及其它金屬取代形成的鹽。知識準備硅酸鹽及制品

分類知識準備硅酸鹽及制品2、硅酸鹽制品（即人造硅酸鹽）以硅酸鹽礦物的主要原料，經高溫處理，可生產出硅酸鹽制品。如：

常見的硅酸鹽制品：硅酸鹽水泥知識準備

子學習情境2.3水泥中氧化鈣、氧化鎂的測定方法

主要內容3任務資訊4計劃決策任務實施52任務分析任務來源16任務評價

任務來源檢測人員按照檢測標準和規范化操作要求，完成水泥氧化鈣、氧化鎂測定并提交檢測報告。樣品交接常用禮儀常識、有關規定硅酸鹽水泥試樣的分解方法水泥的氧化鈣、氧化鎂測定原理和方法數據處理及檢驗報告編寫方法容量分析技術相關操作完成水泥中氧化鈣、氧化鎂測定，需要具備的基本知識和基本技能任務分析任務資訊

制定檢測方案

決策計劃

實施樣品檢測

任務實施

任務檢查評價

檢查評價獲取相關知識知識點：水泥中氧化鈣、氧化鎂的測定方法

在水泥試樣中，鈣和鎂通常共存，需同時測定。在快速分析系統中，是在一份溶液中控制不同條件分別測定。常用方法：配位滴定法和原子吸收分光光度法。任務資訊CaO的測定，廣泛使用絡合滴定法，在pH8～13中，定量生成CaY絡合物，因Mg2+干擾，故pH>12，Mg2+→Mg(OH)↓不干擾滴定計劃決策氧化鈣的測定在一定條件下，Ca2+、Mg2+能與EDTA形成穩定的1:1的配合物，選擇適宜的酸度條件下，可用EDTA標準滴定溶液直接滴定測定鈣和鎂。調節溶液pH﹥12.5，使Mg2+生產難溶的Mg（OH）2沉淀，用EDTA標準滴定溶液滴定法測定Ca2+含量；另取一份溶液，控制其pH為10，用EDTA滴定法測定Ca2+、Mg2+的總量，扣除氧化鈣的量即為氧化鎂的量。任務資訊1.方法原理：控制CMP量少些，粉紅色較易觀察。

配比C:M:P=1:1:0.5(0.2)任務資訊（一）分離出硅酸后CaO的測定

2、指示劑：三混指示劑起指示劑作用的是C，即鈣黃綠素鈣黃綠素:pH<11，本身為黃綠色熒光，并為Ca2+、Al3+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Mn2+等熄滅；

pH>12，呈桔紅色無黃綠色熒光，但與Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Zn2+

絡合呈黃綠色熒光，Ca2+

尤為靈敏。

任務資訊

實驗如何控制pH？

鈣黃綠素不象NN、MTB指示劑那樣與Mg2+

顯色（即不與Mg2+

顯色）

pH>12與Ca2+等金屬呈黃綠色熒光，但本身無此熒光，使用pH>12.5，滴定Ca2+（Sr2+、Ba2+）適用于Mg2+

含量高時滴定Ca2+

配比C:M:P=1:1:0.5(0.2)

任務資訊終點時鈣黃綠素的殘余熒光為游離的酚酞絡合劑（0.5）[或酚酞（0.2）]與MTB的混合色調——紫紅色所掩蔽。終點鎂的返色影響可用MTB與之生成藍色絡合物而予以消除，使終點更明顯。

C本身常由于合成時或在貯存過程中的分解而含有微量的熒光黃，致使滴定至終點時仍殘有微弱的熒光，另外，K+、Na+在強堿液中也與C反應略顯熒光（K+效應較小，固調pH用KOH），所以加酚酞或酚酞絡合劑及MTB的混合色調“紫紅色”掩蔽。任務資訊3、條件及注意事項1）干擾消除

Fe3+、Al3+、Mn2+、TiO2+干擾滴定加入三乙醇胺TEA掩蔽，注意：酸性中加入，堿性中使用。（2）體積以250mL左右為宜，減少Mg(OH)↓對Ca2+

的吸附（Mg2+的掩蔽劑？——KOH）（3）用KOH調pH而不用NaOH——為了減少吸附采取滴加搖晃，而不是一次加入（Mg2+含量高時更應注意）因為堿金屬都與C產生微弱熒光，但其中Na+

強，K+

弱，所以用此指示劑時，盡量避免用大量的鈉鹽。任務資訊（4）調好pH后迅速滴定，防止（5）陽光或燈光照射下，在白瓷板（白色襯底），從上向下看，終點顏色（6）CaO的測定影響MgO的結果，應控制好條件。任務資訊硅酸存在下滴定鈣（帶硅滴鈣）任務資訊1、存在問題pH>12→CaSiO3↓→返色嚴重→偏低在硅酸存在下，當用堿調溶液pH>12時，往往產生CaSiO3↓（白色），使滴鈣終點提前，不斷返色，結果明顯偏低。解釋：pH>12，CaSiO3

形成沉淀的速度，與Ca2+、Si的濃度有關外，也可能與硅酸的存在形態密切相關，一般認為在鹽酸溶液中硅酸有α，β，γ三種存在形態：α型硅酸非聚合型狀態β型硅酸發生聚合，但沒凝聚γ型硅酸達到極限聚合（達到形成膠體顆粒的極度，聚合形式）任務資訊所以α型硅酸與Ca2+的結合能力最弱。而存在形態與HCl的濃度有關：分解樣品時：酸度越低（<1molL-1），形成α型酸度越高（>4molL-1），γ開始形成β

降低酸度達8molL-1，全部γ任務資訊2、措施方法有多種，返滴定法，稀釋法，Mg(OH)2共沉淀法，氟硅酸解聚法，只介紹兩種：（1）稀釋法

采用大體積溶樣，即降低溶液酸度（<1molL-1）（要嚴格），又降低Ca2+、Si4+濃度，新生成的是α型硅酸，與Ca2+結合力較弱，硅酸鈣的沉淀速度緩慢，同時加熱到45-50℃，以增大硅酸鈣的溶解度，從而有效克服了硅酸干擾。任務資訊在酸性溶液中，加入適量的KF，使溶液中的硅酸與F-作用生成氟硅酸：H2SiO3+6H++6F-=H2SiF6+3H2O

然后將溶液加水稀釋并堿化,氟硅酸與OH-作用游離出新生態的硅酸：H2SiF6+6OH-=

H2SiO3+6F-+3H2O

新生態的硅酸是非聚合態的

型硅酸，與Ca2+形成CaSiO3的速度緩慢，實驗表明，在半小時內看不到CaSiO3沉淀產生，可以準確地滴定鈣。任務資訊(2)氟硅酸解聚法（1）KF的用量是該法的關鍵。對一般的水泥生熟料試樣，1mLKF(150g/L)已足夠；而對含硅較高的粘土、粉煤灰試樣，需加2mLKF(150g/L)。KF的用量并不是越多越好，若用量過多，易在pH>12的溶液中產生CaF2沉淀，影響鈣的測定。（2）KF必須在酸性較強的溶液中加入，攪拌放置2min以上，待硅酸轉換成氟硅酸后，再用水稀釋并堿化。溶液一經堿化，最好立即滴定，若放置時間過長，硅酸開始凝聚又對鈣產生影響。任務資訊采用氟硅酸解聚法應注意以下幾點：鎂的測定

1．基本原理在pH=10的氨性緩沖溶液中，在分離或用三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+、TiO2+后，以KB(酸性絡藍K-萘酚綠B)為指示劑，用EDTA標準滴定溶液直接滴定Ca2+、Mg2+，終點由酒紅色變為純藍色，其結果為鈣鎂合量。從合量中減去鈣量即得鎂量。任務資訊鎂的測定

試液氨性緩沖溶液pH＝10三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+、TiO2+EDTAKBCaY、MgY過量一滴EDTA酒紅色變為純藍色任務資訊其過程可描述為：顯色反應：Ca2++KB=Ca-KB(酒紅色)Mg2++KB=Mg-KB(酒紅色)滴定反應：Ca2++H2Y2-=CaY2-+2H+Mg2++H2Y2-=MgY2-+2H+終點反應：Ca-KB+H2Y2-=CaY2-+2H++KBMg-KB+H2Y2-=MgY2-+2H++KB

酒紅色純藍色任務資訊共存金屬離子的干擾與測定鈣時相同。

Fe3+、Al3+、TiO2+干擾：用酒石酸鉀鈉與三乙醇胺聯合掩蔽Fe3+、Al3+、TiO2+，比單用三乙醇胺或酒石酸鉀鈉的效果好。但使用時應注意先在酸性溶液中加入酒石酸鉀鈉、然后再加三乙醇胺，最后加入pH10的氨性緩沖溶液。

2.測定條件

任務資訊

2.測定條件

b.

共存金屬離子的干擾：

與測定鈣時相同，用酒石酸鉀鈉與三乙醇胺聯合掩蔽效果好。

a.酸度：

pH＝10，測得鈣、鎂合量，扣除掉鈣的含量即是鎂的含量。任務資訊對一般的水泥生熟料及原料試樣，加1～2mL酒石酸鉀鈉溶液(100g/L)及5mL三乙醇胺(1+2)已足夠；但對鋁含量高的硅酸鹽試樣，應加2～3mL酒石酸鉀鈉溶液(100g/L)及10mL三乙醇胺(1+2)。應該指出，在pH>12滴定鈣時，應避免加入酒石酸鉀鈉，否則會因Mg2+不能完全形成Mg(OH)2沉淀，而導致鈣結果偏高。任務資訊錳干擾有Mn2+存在，加入三乙醇胺并將溶液pH調整到10后，Mn2+迅速被空氣氧化成Mn3+，并形成綠色的Mn3+—TEA配合物，隨著溶液中錳量的增加，測定結果的正誤差隨之增大。通常在配位滴定鈣鎂合量時，MnO在0.5mg以下，影響較小,可忽略錳的影響；若MnO含量在0.5mg以上時，可在溶液中加入鹽酸羥胺還原Mn3+—TEA配合物中的Mn3+為Mn2+，用EDTA滴定出鈣、鎂、錳合量。差減獲得鎂量任務資訊

硅酸的干擾：

pH=10的溶液中，硅酸的干擾不顯著，但當硅或鈣濃度較大時，仍然需要加入KF溶液消除硅酸的影響，不過KF用量可以適當減少。任務資訊K:B配比對終點影響KB指示劑中，酸性鉻藍K與萘酚綠B的配比對終點影響很大。當K：B為1+2.5配比時，終點由酒紅色變為純藍色，清晰敏銳。但也應根據指示劑的生產廠家、批號、存放時間及分析者的習慣等，進行調整。任務資訊注意事項在系統分析中，若以容量法測SiO2，則硅酸是以溶膠形式共存于試驗溶液中。在硅酸存在下滴定鈣、鎂，尤其是鈣(稱為帶硅測鈣)，由于硅酸的干擾使結果偏低。應當首先除去硅酸的干擾，消除辦法常采用在酸性溶液中加入KF進行掩蔽，生成H2SiF6。KF溶液的加入量要適當，過少，硅酸的干擾不能完全消除，過多時，則易形成CaF2沉淀，同樣影響鈣的測定。

任務資訊計劃決策方法概要在水泥試樣中，鈣和鎂通常共存，需同時測定。在快速分析系統中，是在一份溶液中控制不同條件分別測定。常用方法：配位滴定法和原子吸收分光光度法。氧化鈣的質量分數按下式計算：式中：W（CaO）－氧化鈣的質量分數；TCaO－每毫升EDTA標準滴定溶液相當于氧化鈣的質量，mg·ml-1；V－滴定時消耗的EDTA標準滴定溶液的體積；m－試樣的質量，g。任務資訊計劃決策

控制CMP量少些，粉紅色較易觀察。水泥中氧化鈣、氧化鎂的測定——滴定法

計劃決策方法概要在水泥試樣中，鈣和鎂通常共存，需同時測定。在快速分析系統中，是在一份溶液中控制不同條件分別測定。常用方法：配位滴定法和原子吸收分光光度法。技能訓練

取25ml待測溶液A放入300ml燒杯中，加水稀釋至約200ml。加入5ml三乙醇胺溶液（1+2）及適量的CMP混合指示劑，在攪拌下加入氫氧化鉀出現綠色熒光后再加過量5-8ml，此時溶液酸度在pH為13以上，用EDTA標準滴定溶液滴定至綠色熒光完全消失并呈現紅色。氧化鈣的質量分數按下式計算：技能訓練式中：W（CaO）－氧化鈣的質量分數；TCaO－每毫升EDTA標準滴定溶液相當于氧化鈣的質量，mg·ml-1；V－滴定時消耗的EDTA標準滴定溶液的體積；m－試樣的質量，g。技能訓練技能訓練

另取一份溶液，控制其pH為10，用EDTA滴定法測定鈣和鎂的總量，扣除氧化鈣的含量，既得氧化鎂含量。氧化鎂的質量分數按下式計算：技能訓練水泥中氧化鈣、氧化鎂的測定方法

知識準備檢測人員按照檢測標準和規范化操作要求，完成水泥氧化鈣、氧化鎂測定并提交檢測報告。樣品交接常用禮儀常識、有關規定硅酸鹽水泥試樣的分解方法水泥的氧化鈣、氧化鎂測定原理和方法數據處理及檢驗報告編寫方法容量分析技術相關操作完成水泥中氧化鈣、氧化鎂測定，需要具備的基本知識和基本技能知識準備知識點：水泥中氧化鈣、氧化鎂的測定方法

在水泥試樣中，鈣和鎂通常共存，需同時測定。在快速分析系統中，是在一份溶液中控制不同條件分別測定。常用方法：配位滴定法和原子吸收分光光度法。知識準備2、指示劑：三混指示劑起指示劑作用的是C，即鈣黃綠素鈣黃綠素:pH<11，本身為黃綠色熒光，并為Ca2+、Al3+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Mn2+等熄滅；

pH>12，呈桔紅色無黃綠色熒光，但與Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Zn2+

絡合呈黃綠色熒光，Ca2+

尤為靈敏。

知識準備

實驗如何控制pH？

鈣黃綠素不象NN、MTB指示劑那樣與Mg2+

顯色（即不與Mg2+

顯色）

pH>12與Ca2+等金屬呈黃綠色熒光，但本身無此熒光，使用pH>12.5，滴定Ca2+（Sr2+、Ba2+）適用于Mg2+

含量高時滴定Ca2+

配比C:M:P=1:1:0.5(0.2)

知識準備終點時鈣黃綠素的殘余熒光為游離的酚酞絡合劑（0.5）[或酚酞（0.2）]與MTB的混合色調——紫紅色所掩蔽。終點鎂的返色影響可用MTB與之生成藍色絡合物而予以消除，使終點更明顯。

C本身常由于合成時或在貯存過程中的分解而含有微量的熒光黃，致使滴定至終點時仍殘有微弱的熒光，另外，K+、Na+在強堿液中也與C反應略顯熒光（K+效應較小，固調pH用KOH），所以加酚酞或酚酞絡合劑及MTB的混合色調“紫紅色”掩蔽。知識準備3、條件及注意事項1）干擾消除

Fe3+、Al3+、Mn2+、TiO2+干擾滴定加入三乙醇胺TEA掩蔽，注意：酸性中加入，堿性中使用。（2）體積以250mL左右為宜，減少Mg(OH)↓對Ca2+

的吸附（Mg2+的掩蔽劑？——KOH）（3）用KOH調pH而不用NaOH——為了減少吸附采取滴加搖晃，而不是一次加入（Mg2+含量高時更應注意）因為堿金屬都與C產生微弱熒光，但其中Na+

強，K+

弱，所以用此指示劑時，盡量避免用大量的鈉鹽。知識準備（4）調好pH后迅速滴定，防止（5）陽光或燈光照射下，在白瓷板（白色襯底），從上向下看，終點顏色（6）CaO的測定影響MgO的結果，應控制好條件。知識準備硅酸存在下滴定鈣（帶硅滴鈣）知識準備1、