实验室用水可溶性硅分析方法的优化

摘要：实验室用水质量的好坏直接影响到分析结果，可溶性硅含量是一、二级水的重要指标，执行GB/T6682《分析实验室用水规格及试验方法》，该方法中可溶性硅含量的分析时间需2h，需在防尘条件下用铂皿预浓集处理，操作难度高，目视法误差大。由于可溶性硅的检测需要用到铂金坩埚或旋转蒸发仪，铂金坩埚价格昂贵，一般实验室难以满足，旋转蒸发仪易结垢而影响测定结果。本文利用水中硅与钼酸铵生成硅钼黄，用还原剂把硅钼黄还原成硅钼蓝，用分光光度计测定实验室用水含硅量。取消了水样浓缩步骤，缩短了检测时间，用光度法取代目视法，提高了硅的测定准确度,解决用目视比色法比较难以测定硅的准确含量，取得了满意的效果。

关键词：分析实验用水，可溶性硅，方法优化

1试验部分 1.1原理

在一定酸度溶液中，水质中可溶性硅与钼酸铵生成硅钼黄，再用1-氨基-2-萘酚-4-璜酸还原成硅钼蓝，颜色的深浅程度又与水中的硅的含量成正比，从而可通过分光光度法测定吸光度而求得待测试样水中的硅含量。

1.2仪器及试剂

1）分光光度计。2）钼酸铵(100g/L.优级纯，聚乙烯瓶装)。3）草酸或酒石酸溶液：100g/L。4）1-氨基-2-萘酚-4-璜酸溶液：1.5 g/L。称取1.5 g 1-氨基-2-萘酚-4-璜酸，用200 mL含有7g亚硫酸钠的水溶解。把溶液加到含有90 g亚硫酸氢钠的600 mL水中，用水稀释至1000 mL，混匀。若有混浊，则需过滤。放入暗色的塑料瓶中，贮存于冰箱中。当溶液颜色变暗或有沉淀生成时失效。5）所有试验用水为符合GBT6682规定的一级水。

1.3样品处理

样品要使用密闭的、专用聚乙烯容器；如果是新容器则在使用前需用20%盐酸溶液浸泡3天，再用待测水反复冲洗，并注满待测水浸泡6小时以上。取样时应等待制水设备的在线监控数据稳定后再开始取样，确保取得的样品具有代表性；取样前应用待测水反复清洗专用的取样容器，水样应注满容器。

1.4标准溶液配制

二氧化硅标准贮备溶液：1mL含0.1mgSiO 2。贮备液（1ml含0.1mgSiO2）用d=0.1mg的天平称取0.1000g经700-800℃：灼烧过已研磨细的二氧化硅(优级纯)，与0.7-1.0g已于270-300℃焙烧过的粉状无水碳酸钠（优级纯）置于铂坩埚内混匀，马弗炉升温至900-950℃，保温20-30min，把铂坩埚在900-950℃温度下熔融5min。冷却后，将铂坩埚放入硬质烧杯中，用热的高纯水溶解熔融物，待熔融物全部溶解后取出坩埚，以高纯水仔细冲洗坩埚的内外壁，待溶液冷却至室温后，移入1l容量瓶中，用高纯水稀释至刻度，混匀后移入塑料瓶中贮存。此液应完全透明，如有浑浊须重新配制。该试液贮存于聚乙烯塑料瓶中。

二氧化硅标准溶液：1mL含1μgSiO 2。用移液管量取10mL二氧化硅标准贮备溶液， 置于1000mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液现用现配。

1.5样品测定

1）依次取0.0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL二氧化硅标准溶液于50mL容量瓶中，以空白用水稀释至刻度，摇匀。将上述溶液各倒人一只聚乙烯杯中，分别加人1mL盐酸(1+1)，3mL钼酸铵溶液(10%)，摇匀； 静置10min后， 再加入2mL草酸溶液(10%)， 摇匀； 静置2min， 最后加入2mL 1-氨基-2-萘酚-4-磺酸还原剂溶液， 摇匀； 再静置10min。以试剂空白溶液为参比，用5cm或10cm液槽，在815nm波长处，用分光光度计进行测定。以吸光度为纵坐标，二氧化硅浓度为横坐标绘制工作曲线。

2）取50mL水样于聚乙烯瓶中，按1）的步骤进行，以试剂空白作参比进行光度测定，由工作曲线上查出试剂吸光度与试剂空白吸光度之差所对应的二氧化硅含量，即为水样中溶解性硅的含量。

2结果与讨论

2.1吸收波长的选择：采用分光光度计，以一级水为参比，通过测量620~830nm波长下可溶性硅显色溶液的吸光度，可以看出显色液在波长810~820nm范围内有最大吸收，本方法选812nm作为硅钼蓝的测量波长。

2.2溶液酸度的选择：PH值对于钼酸铵反应生成硅钼黄和在还原剂作用下生成硅钼蓝均有重要影响，加入量不足反应不完全，导致结果偏低，加入量过大，也会导致干扰，造成结果偏大，经过试验了加人0.6mL，0.8mL，1.0mL，1.2mL，1.5mL的盐酸溶液，其中加入1mL盐酸溶液时色度最深，对应的PH为1.2。

2.3显色剂用量的选择：钼酸铵和硅离子生成硅钼黄最后还原成硅钼蓝，因此钼酸铵的加入量直接影响硅钼蓝的生成，加入量不足会使结果偏低，但过量时反而会降低硅钼蓝的吸光度，经过试验，钼酸铵的加入量在1.5~4ml时显色稳定，本方法选择2ml。

2.4显色时间的选择：钼酸铵被还原成硅钼蓝时反应时间为10分钟，此后保持稳定状态。自加入还原剂8，10,15,20,30,40min，分别测得二氧化硅含量为：4.6,4.8，4.8,4.9,4.8,4.8,4.9μg/L。本方法选择10min。

2.5还原剂用量的选择：我们试验0.5mL，1.0mL，1.5mL，2.0,2.5mL还原剂用量，颜色无明显变化，试验中为了充分反应，我们选用1.0mL的还原剂加人量。

2.6与国标方法的比较：使用两种方法对六批次样品进行对比试验，原方法的结果全为小于10μg/L，本方法的测定结果分别为：5.02,5.00,5.36,4.99，5.53，5.26μg/L按一级水的判断均小于10μg/L。两种方法对水质的判断一致，不存在明显差异，本方法测定值更精确。

2.7本法具有仪器设备简单，检测快速，适合推广应用。 参考文献：

[1]赵霞,阎善信，分析实验室用水中可溶性硅检测方法的改进

[2]唐鹊辉，王妙，胡韧，韩博平，淡水可溶性硅的4种测定方法比较。湖泊科学，2014，26(3)：410-416