浏览数量: 296 作者: 本站编辑 发布时间: 2021-11-23 来源: 本站
熔融法是指将试样与酸性或碱性固体熔剂混合,在高温下让其进行复分解反应,使欲测组分转变为可溶于水或酸的化合物,如钠盐、钾盐、硫酸盐或氯化物等。不溶于水、酸或碱的无机试样一般可采用这种方法分解。熔融法分解能力强,但熔融时要加入大量熔剂(一般为试样的6~12倍),故会带入熔剂本身的离子和其中的杂质。熔融时坩埚材料的腐蚀,也会引入杂质。因此,如果试样的大部分组分可溶于酸等溶剂,则先用酸等使试样的大部分溶解,将不溶于酸的部分过滤,然后再用较少量的熔剂进行熔融,将熔融物的溶液与溶于酸的溶液合并,制成分析试液。
根据熔剂的性质可分为酸融法和碱熔法两种。酸融法适合于分解碱性试样,碱性熔剂宜用于熔融酸性试样。如酸性矿渣、酸性炉渣和酸不溶试样可采用碱性熔剂,使它们转化为易溶于酸的氧化物或碳酸盐。常用的溶剂及其性质如下。
2KHSO4=K2S2O7+H2O↑
所以,两者的作用是一样的。这类溶剂在300℃以上可与碱或中性氧化物作用,生成可溶性的硫酸盐。如分解金红石时:
TiO2+2K2S2O7=Ti(SO4)2+2K2SO4
该法常用于分解Al2O3,Cr2O3,Fe3O4,ZrO2,钛铁矿,铬矿,中性耐火材料(如铝砂、高铝砖)及碱性耐火材料(如镁砂、镁砖)等。
用K2S2O7熔剂进行熔融时,温度不要超过500℃,以防止SO3过多、过早地损失掉。熔融物冷却后用水溶解时,应加入少量酸,以免有些元素(如、)发生水解而产生沉淀。
NH4F→NH3↑+HF↑
(NH4)2SO4→(NH4)S2O7+(1/2)O2↑
5NH4NO3→4N2↑+9H2O↑+2HNO3
对于不同试样可以选用不同比例的上述铵盐的混合物。用此法熔样一般采用瓷坩埚,对于硅酸盐试样则采用镍坩埚,在110~350℃下熔融,铵盐的用量为试样量的10~15倍。
NaAlSi3O8+3Na2CO3=NaAlO2+3Na2SiO3+3CO2↑
BaSO4+Na2CO3=Na2SO4+BaCO3
Na2CO3的熔点为853℃,K2CO3的熔点为890℃,在熔融时常将其混合使用,熔点可降低到712℃。有时为了增强氧化性,采用Na2CO3和KNO3的混合熔剂,这样可以使Cr2O3转化为Na2CrO4,Na2CrO4转化为Na2MnO4。如果在Na2CO3熔剂中加入硫,则可使含砷、锑、锡的试样转变为硫代酸盐而溶解。如锡石(SnO2)的分解反应为:
2SnO2+2Na2CO3+9S=3SO2↑+2Na2SnS3+2CO2↑
2FeO·Cr2O3+7Na2O2=2NaFeO2+4Na2CrO4+2Na2O
有时为了降低熔融温度,采用Na2O2和NaOH的混合熔剂。为了减缓氧化作用的剧烈程度,可采用Na2O2与Na2CO3的混合熔剂,用来分解硫化物或砷化物矿石。
Fe2O3·2SiO2·H2O+6NaOH=2NaSiO3+4H2O↑
氢氧化物熔剂的优点是熔融速度快、熔块易溶解,而且熔点低(NaOH熔点为318℃,KOH熔点为380℃)。因此,氢氧化物熔融法得到广泛应用。