Переведение силикатов в раствор.

Большинство силикатов нерастворимо в воде; растворимы лишь силикаты щелочных металлов. Для переведения силикатов в раствор их сплавляют с так называемыми «плавнями». В качестве плавней (см. ниже) применяют карбонат натрия, смесь карбонатов натрия и калия, иногда триоксид бора или тетраборат натрия (буру), пиросульфат калия или бисульфат калия, смесь карбоната натрия с нитратом калия или с хлоратом калия (бертолетовой солью), пероксид натрия. Для сплавления прокаленных смешанных оксидов, образовавшихся в ходе анализа, применяют главным образом пиросульфат калия. Плавни-окислители (пероксид натрия, смесь карбоната натрия с нитратом натрия или с хлоратом калия) применяют в тех случаях, когда нужно окислить определяемый компонент.

В результате сплавления с карбонатом натрия или со смесью карбонатов натрия и калия силикат переходит в растворимую форму. Металлы при этом образуют карбонаты, которые переводятся в раствор действием кислоты. Например:

MeSiO ₃ + Na ₂ CO ₃ = MeCO ₃ + Na ₂ SiO ₃
MeCO ₃ +2 HCl = MeCl ₂ + H ₂ O + CO ₂

При растворении плава в кислоте выделяется кремневая кислота:

Na ₂ SiO ₃ +2 HCl =2 NaCl + H ₂ SiO ₃

Образовавшаяся кремневая кислота большей частью остается в растворе в виде гидрозоля. Чтобы перевести ее в осадок, раствор плава выпаривают досуха и остаток высушивают; при этом кремневая кислота из гидрозоля переходит в нерастворимый гидрогель.

Сплавление силикатов.

Навеску тонкоизмельченного силиката (1 г) помещают в прокаленный и взвешенный платиновый тигель. На лабораторных технохимических весах взвешивают 6-кратное количество карбоната натрия. Примерно 3/4 взятого количества плавня вносят в тигель и тщательно перемешивают его с навеской силиката тонкой стеклянной палочкой или платиновой проволочкой до получения однородной смеси. Смешивание нужно вести осторожно, так, чтобы не распылить смесь и полностью смешать навеску с плавнем. После окончания смешивания палочку очищают остатком плавня и высыпают его в тигель, покрывая смесь силиката с плавнем.

Тигель помещают в фарфоровый треугольник, закрывают платиновой крышкой и нагревают на слабом пламени газовой горелки. Смесь в тигле постепенно прогревают, перемещая пламя от края дна тигля к его середине до начала спокойного плавления. Нагревание следует вести верхней частью пламени, направленной под углом к тиглю и не охватывающей всего тигля. Сплавление продолжают до прекращения выделения пузырьков диоксида углерода, на что требуется обычно 30-40 мин.

По окончании сплавления плав становится стекловидно-прозрачным, не содержащим темных неразложившихся частиц. Иногда плав может оказаться более или менее мутным, и хотя это не является признаком незаконченного сплавления, для полной уверенности тигель, закрытый крышкой, нагревают 5-6 мин на паяльной горелке (900 °С).

После полного охлаждения плав из тигля переводят в фарфоровую чашку. Для этого тигель переворачивают вверх дном над чашкой и легким постукиванием пальцем по дну заставляют плав выпасть в чашку. Если платиновый тигель отполирован хорошо, то это легко удается. Иногда плав не отстает от стенок тигля, в этом случае тигель слегка нагревают на горелке так, чтобы расплавить только часть плава, прилегающую к стенкам тигля. После этого плав из тигля легко удаляется. Можно также после сплавления горячий тигель погрузить до половины в холодную воду, чтобы плав растрескался. При этом нужно следить, чтобы вода не попала в тигель. После охлаждения растрескавшийся плав при легком сдавливании стенок легко выпадает из тигля.

В чашку к плаву приливают 10-15 мл воды, нагревают чашку часовым стеклом и приливают небольшими порциями около 20 мл концентрированной соляной кислоты, легко сдвинув стекло в сторону. Кислоту прибавляют так, чтобы выделение CO2 происходило спокойно, без разбрызгивания.

После полного растворения частиц плава часовое стекло хорошо обмывают над чашкой горячей водой из промывалки. Если частицы растворились не полностью, их размельчают стеклянной палочкой, сделанной в виде пестика. Раствор в чашке должен быть совершенно прозрачным. В нем может быть виден белый студенистый осадок выделившейся кремневой кислоты SiO2-nH2O. Частиц, имеющих вид песчинок и хрустящих при легком надавливании стеклянной палочкой, в растворе быть не должно. Присутствие таких частиц является признаком неполноты сплавления. В этом случае берут новую навеску и повторяют оплавление при более высокой температуре, увеличив продолжительность операции. Для извлечения из тигля оставшихся частиц в него наливают 8-10 мл разбавленной (1:1) соляной кислоты и накрывают тигель крышкой. Через несколько минут, когда частицы плава растворятся, крышку снимают, тигель наклоняют и поворачивают, чтобы смочить кислотой его внутреннюю поверхность. Раствор из тигля переводят в чашку, тигель несколько раз обмывают горячей водой из промывалки, держа ее над чашкой. Крышку тигля обмывают над чашкой разбавленной HCl, а затем водой.