А.А. Немодрук, З.К. Каралова - Аналитическая химия Бора (1060734), страница 55

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 55)

После испарения основной массы 5!С!~ содержимое тигля нагревают при температуре не более 100'С. Затем остаток измельчают, взвешивают и помещают в углубление (диаметр 4,2 лм, глубина 4 лм) угольного электрода, спектрально чистого по бору. Электроды обжигают в дуге постоян. нсго тока силой !4 а в теченке 20 сек. Электрод с обогащенной пробой устанавлива|от в качестве анода в спецнальиый патрон (см. рис. 1Я), через внутреннюю полость которого пропускают слабый ток азота. В качестве катода применяют такой же угольный электрод, заканчивающийся усеченным конусом с площадкой диаметром 2 мм. Спектр снимают на спектрографе ИСП-23 с трехлинзовым конденсором в дуге постоянного тока силой !2 а; ширкмв щели 0,015 мл, диафрагма 3,2 мм, дуговой промежуток 3 лм, экспозиция 2,5 мин.

4!отопластинки типа !П, чувствительностью 5,5 единиц ГОСТ. Количественную оценку проводят по абсолютным почернениям линни В 2497,7 А без внутреннего стандарта. Лля построения гралуировочного графика используют синге. тические эвалоньь приготовленные на угольном безборном порошке последовательным разбавленнем исходного эталона, содержащего 1гй В, введенного в виде боРной кислоты. Состав эталонов: 75э)з Угольного поРошка, 5'Ь (СгНх) зСС! м 207З 510з. Метод позволЯет опРеделить » 4 !О-тв/з В, Кроме расамотренных описаны другие спектральные методы определения бора в кремнии, кварце и стеклах (492, 680, 817).

Недавно было показано !157), что бор в кремнии можно определять, используя тепловые нейтроны, с чувствительностью на два порядка выше чувствительности спектральных и фотометрических методов. Метод основан на применении анализируемого кремния в качестве переходов, сопротивление которых при облучении тепловыми нейтронами меняется в зависимости от содержания в ннх бора. Тяжелые продукты реакции (В'о+л), как Ь)т и п-частицы, обладают энергией 2,2 Мэв, что значительно превосходит порог регистрации частиц в случае поверхностно-барьерных переходов (порог 0,5 Мэв).

Отсутствие чувствительности к у-.чучам и 6-частицам в широких пределах удельной проводимости кремния упрощает обработку получаемых результатов. Мешающее влияние тяжелых элементов, делящихся под действием нейтронов других энергетических групп, кроме медленных, устраняется кадмиевым экраном (по кадмиевой разности). Разработанный метод был применен для определения бора в кремниевых диодах марки Д-203, а также в переходах, изготовленных путем диффузии алюминия в п-тип кремния и фосфора в р-тип кремния, На диоды подают смещение около 10 в в запорном направлейии.

Сигнал снимают с последовательного сопротивления, приблизительно равного сопротивлению переХОда (яэ!От Ота, И ПОдавт На ШпрОКОПОЛОСНЫй уСИЛИтЕЛЬ УШ-!О, стоканальный анализатор амплитуд <Радуга» и осциллограф ДЭСО-1. Импульсы, соответствующие бору, выделяются в канале 7й 7. Концентрацию бора находят по формуле; Аг = л 65 ° 10 м У ° )г где Ф вЂ” концентрация бора в анализируемом кремнии (в г/сжз); п — количество импульсов (в сек.); У вЂ” плотность потока нейтронов (в сек.); $',44 †объ эффективной части перехода (в смз) Описано также определение бора в стекле методом поглощения тепловых нейтронов с применением радиево-бериллиевого источника (7241 249 Из фотометрических методпВ дЛЯ ОПредЕлЕНИя бора в кремнии, кварце н стекле наиболее широко применяется куркуминовый [271, 492, 764, 765, 912).

Отдельные варианты этого метода различаются в основном способом разложения анализируемого материала. Наиболее подходящий и удобный метод, включающий образование окрашенного комплекса в безводной среде, описан Хайесом и Меткал~фпм [585) и подробно изложен нами для определения бора в уране и цнрконин (см, стр. 204 и 2!О). Представляет интерес также метод Дюкре и Сежэна [492[.

50 кг анализируемого материала разлагают нагреванием пря 40 — 50'С со смесью 1 мл '20 М НР, 2 мх 7,5 М бифторкда аммония я 1 кл 30%-пой перекпсп водорода в прясутствая 5 капель 0,2%-ваго раствора двухлорястой меди в качестве катализатора. К раствору прибавляют 12 мл воды, затем через 18 час. экстрагяруют бор 15 мх раствора хдоряда тетрафеяяларсонвя (4 гух) в хлороформе. Органическую фазу отделяют, промывают водой я упарявают в платиновой чашке с 0,75 кл О,! йК 74эОН.

Остаток прокаливают под инфракрасной лампой, далее определяют в нем бор с яуркумввом, как абькчно. Чувствительность метода составляет 1 !О '%; ошибка определения — 10 — 15%. Для определения бора в кремнии, кварце и стекле рекомендованы другие фотометрические методы, в том числе методы с применением кармина [805, 872[, бенэоина [884), 1-(2,4-диокснбензолазо)-8-оксинафталин-8,6-дисульфокислоты (Н-резорцин) [294) и 1,8-диокснантрахннона [978[. Некоторые нз этих методов [497, 805, 884[ включают предварительное отделение бора отгонкой его в виде борнометиловскго эфира и являются вследствие этого довольно трудоемкими, а по чувствительности онн значительно уступают определению с куркумином. Метод с применением Н-резцрцина [45[ более прост, Определение проводят в водном растворе при рН около 5,5 с применением комплексана 1П для маскирования железа и других мешающих примесей. Метод позволяет определять до 0,01 мкг В с удовлетворительной точностью.

Метод Облицкой [872[ с применением кармина очень удобен для определения бора в стекле вследствие того, что предварительное отделение бора в данном случае не требуется. 0,1 — 0,5 г тоякоязмельчеяаого стекла сплавляют с шестикратным количеством кэрбонэтэ натрия на пламени горелки Бунзена в платиновом тигле в течение 10 † мяя. По охлахкдепяя плав вышелачпвают водой, к раствору прибавляют 4 — 6 г кэрбояата аммония, разбавляют до объема около 200 мл я выпарнвают на водяной бане досуха. К сухому остатку прибавляют 150 кл воды, палучеяяый раствор фильтруют и разбавляют до 250 мл. К адвквотпой частя растворэ, содержащей 0,01 — 0,17 кг В,Оз, прябавляют 5 кх 1%-яого раствора а!аОН я упарявэют яа водяной бане досуха. Остаток смачивают 1 мх воды, прибавляют 3 капли НС! я 1О капель Нг50о По охлаждении раствор переяосят в мерную колбу ел~костью 50 кл, вводят !О кл 0,05э!е-яака раствора кармина в серной кислоте я до метки добавляют серную кислоту, Через 1,5 часа измеряют оптячеекую плотность полученного раствора фотометром с голубым светофильтром в кювете с толшияай слоя 20 мм.

При анализе стекол, содержащих 0,2 — 6% В, ошибка не превышает 8,5%. Фотометрнческнй метод с применением 1,8-диокснантрахинона [978[ рекомендуется для качественной оцендти содержания бора в стеклянной посуле, предназначенной для фа~рмацевтнческих целей. Анализируемую посуду раздробляют, растирают я просеивают через сито (900 отверстий яа 1 кмз). Порошок промывают тря раза водой, два раза метанолом и высушивают прп 120'С. К 15 г порошка прибавляют 75 мл серной кислоты я оставляют аа 12 час. Затем добавляют 1 мх 0,2зй-аоко раствора реагевтэ в серной кислоте я через 0,5 — 1 час измеряют оптическую плотность отстоявшегося раствора пря 580 мак.

Очень удобен фотпметрнческий метод, включающий разложение навески к р е,м н и я или к в а р ц а фторнстоводородной кислотой и экстракцию бора нз полученного остатка в виде тетрафторобората метиленового голубого с последующим измерением оптической плотности полученного экстракта [491).

Для определения не слишком малых количеств бора в стекле предложены методы, основанные на титровании выделенного бора в виде борной кислоты раствором едкого натра в присутствии маннита [56, 497, 550, 551, 1097, 1147, 1180, 120![. По одному аз методов [56, 550, 55!1, 0,5 г аяалязаруемога отекла растирают в ступке с 1 г,харбопата натрия я сплавляют пря возможно низкой температуре яе более, чем эта требуется для полного разложения пробы. По охлаждения плвв вышелач квают водой пря нагревании яа водяной бане. Раствор упарявают приблизительно до 5 кл я нейтрализуют 5,8 М НзЗОо избегая разбрыэгввавяя.

Вводят каплю раствора пэраяятрофеяоха я эакавчявают вейтралазапяю по яечеэаовеняю желтой окраски раствора. Затем вводят 1 кл П,6 Ак Нк50о переносят раствор в мерный ппляпдр с притертой пробкой, разбавляют водой до 25 мл, вводят 25 мл этэяала, 50 кл дпэтплового эфира и перяодяческя встряхивают в течепяе 20 мяп. После рэзделеняя слоев отмечают нх объемы. Отбирают 50 кл эфирного слоя в коническую колбу, вводят 2 хапая раствора пзраянтрофевояа я тятруют раствором едкого патра до появления желтой окраски; затем вводят 1 мл 0,57е-ного раствора феаолфталеяяа в 50%-пам этаполе я тятруют раствором едкого патра до появления красной окраски.

Раствор нагревают яэ водяной бане, а под конец — на колам пламени дхя удапеяпя растворенных этапола я эфира. Раствор разбавляют водой до 35 — 45 ка, подкисляют 0,5 !У НС1, яэкревают да кипения, далее кипятят для удалепяя углекислого каза. По охлаждении тятруют О,! У раствором гядроокяся бария по параяятрофеяолу, затем прабзвляют мэпнят и тятруют образовавшуюся манпятобаряую кислоту. Полученный результат пересчитывают па весь объем органической фазы. Ошибка определения .равна 0,2 — 0,5%.

Другой метод [1097, 1180[, пригодный для массовых анализов, но обладающий несколько меньшей точностью, состоит в следующем. 221 0,5 г анализируемого стекла сплавляют с 3 г карбовата натрия. План выщелачивают 20 — ЗО мл воды, РаствоР фильтруют, остаток на фильтре промывают и к фильтрату прибавляют 7 мл НС1. Йзгревают до кппения и вводит сухой карбонат кальция в небольшом избытке. После присоединения обратного холодильника кипятят в течение 10 мин.

и фильтруют с отсасыванием. Остаток на фильтре промывают горячей водой. фильтра», объем которого не должен превышать !00 мл, снова обрабатывают карбонатом,кальция, нагревают до кипения и»бильтруют с отсасыванием, продолжая отсасывание почти до прекращения кипения фильтрата Если после охлаждения до комнатной температуры фнльтрат имеет красноватую окраску, его еще раз фильтруют. Затем прибавляют 4 — 5 капель этанольного Раствора фенолфталеина н тнтруют 0,1»у раствором ЫаОН до появления слабой розовой окраски.

Характеристики

Список файлов книги