А.М. Гаськов - Методы исследования неорганических веществ и материалов (методические разработки к лабораторному практикуму) (1114431)
Текст из файла
Московский государственный университетим. М.В.ЛомоносоваХимический факультетМЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ«МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ»Под редакцией профессора А.М.ГаськоваМосква –2003г.ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКАУчебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Методы исследованиянеорганических веществ и материалов» и является руководством для лабораторных занятийстудентов 4 курса, специализирующихся на кафедре неорганической химии.Курс лекций и спецпрактикум «Методы исследования неорганических веществ иматериалов» являются первым разделом «Программы специализации студентов старшихкурсов» на кафедре неорганической химии.
Практическим занятиям предшествуют лекциии семинары по соответствующим методам исследования. Основная цель курса познакомитьстудентов с основными экспериментальными методами исследования структуры, фазовогои элементного состава, состояния поверхности, неорганических веществ а также реакций сих участием. Основное внимание уделяется методам, представленным и активноприменяемым на кафедре неорганической химии. Описание задачи включает в себя краткоетеоретическое обоснование метода, его физические основы и ограничения, которыенеобходимо учитывать при выполнении исследования.
Более глубокие знания студентможет получить из литературных источников. Как правило, каждая работа включает в себяобработку полученных экспериментальных результатов и определение погрешностианализа, процедуры которых также приведены в описании.Учитывая быстрое развитие методик исследования, а также возможные изменения ваппаратурном оформлении практических задач, авторы оставляют за собой право вноситьдополнительные уточнения в разделах «цель задачи» и «ход выполнения задачи».УтвержденоМетодической комиссией кафедры неорганической химииХимического факультета МГУ им.
М.В.Ломоносова2СОДЕРЖАНИЕ№п/п1.Название задачиИндицирование рентгенограмм аналитическим методом41.1.Рентгенофазовый анализ41.2Кубическая сингония82.Исследованиекристаллическойстр.структурыметодом10Применение длинноволновой спектроскопии для исследования16электронной дифракции3.неорганических соединений4.Расчет кинетических параметров по данным термогравиметрии225.Анализоже-электронной25Количественный анализ состава поверхности монокристаллов и25составаповерхностиметодомспектроскопии5.1.пленок5.2.Распределение элементного состава по толщине тонких пленок28и гетероструктур6.Количественныйанализатомно-флуоресцентнойсодержанияспектрометриипримесейсметодом30индуктивно-связанной плазмой7.Применение оптической микроскопии в неорганической химии367.1Исследование морфологии поверхности подложки, пленки,36кристалла7.2Исследованиемикроструктурыповерхности37поликристаллического образца.7.3Визуализация фазовых превращений при нагревании вещества.378.Метод высокотемпературной масс-спектрометрии в40неорганической химии3Задача 1.ИНДИЦИРОВАНИЕ РЕНТГЕНОГРАММ АНАЛИТИЧЕСКИММЕТОДОМ.Шпанченко Р.В., Розова М.Г.1.1.
Рентгенофазовый анализ.ЦЕЛЬ ЗАДАЧИ: определить состав неизвестной смеси по рентгенограмме, полученной вкамере Гинье или на дифрактометре;определить количественный состав смеси с использованием RIR.ВВЕДЕНИЕ44-258SbSBrAntimony Bromide SulfideRad. CuKa 1λ l.54056Filter Mono.d-sp Diff.Cut off 14.7Int. DiffractometerI/Icor. 3.02Ref. Antipov,E., Putilin,S., Shpanchenko,R., Moscow StateUniversity, Moscow, Russia. ICDD Grant-in-Aid. (1993)Sys. OrthorhombicS.G.
Pnam(62)a 8.2370(5) b 9.7491(6) c 3.9646(3) A 0.8449 C 0.4067αβγZ 4mp 330dRef. IbidDx 4.876DmSS/FOM F30=158(.005,36)Color OrangePattern taken at 26 C. The sample was provided by Shevelkov, A.,Dikarev, E., Moscow State University, Moscow, Russia. CAS#:14794-85-5. Prepared by heating of stoichiometric mixture of Sb, Sand SbBr3 in sealed silica tube at 360 C for 10 hours followed by annealing at 310 C for 6 days.
SbSBr melts with decomposition. Singlecrystal cell: a=8.212, b=9.720, c=3.963, S.G.=Pnam, Z=4, [Inushima,T., Uchinokura, K., Jpn. J. Appl. Phys., 24 600 (l985)]. Silicon usedas external standard. PSC: oP12.See follwing card.d,q6.2964.8764.1954.1193.794Int.26327916hkl110020120200210d,q1.98291.89701.89021.85401.8272Int.225213<1hkl002150,420112241,3314013.6733.3543.1453.0232.881864911000111112201301211.79551.76161.71151.67741.6562125<1134112501512224312.85502.74132.64302.55072.51361512163162012113102300311.62461.59351.58601.57301.56562341<1060,510160,4313124402322.46412.43692.40372.39192.33664712922210401313201401.53801.52661.51161.47621.4692331<12042322142,2603515302.19922.09722.05942.04772.0131381153113304003211411.44081.41241.39861.37791.37132<1<112242,332261360531152Рис.
1. Карточка JCPDS PDF2.Оценку количественного состава смеси проводят с использованием корундового числа RIR(Reference Intensity Ratio) по методу Чанга (Chung). Эта величина равна отношениюинтенсивностей 100% линий I/Ic вещества и корунда (α-Al2O3) в смеси, содержащей по 50вес.% компонентов.4Если все фазы в смеси идентифицированы и для них известны величины RIR, то ΣXk=1,k=1…n, где n – число компонентов смеси, а Xk - соответствующие весовые доли. Тогдавесовая доля компонента Xα из n присутствующих вычисляется по формуле:relrelXα = Iiα/(RIRα*Iiα ) * [Σk(Ijk/(RIRj*Ijk ))]-1где:relIiα – измеренная интенсивность для i рефлекса; Iiα – относительная интенсивностьrelэтого рефлекса в PDF-2 базе; RIRα - корундовое число для определяемой фазы.
Ijk, Ijk и RIRkсоответствующие величины для всех (включая α) компонентов смеси.Значения интенсивностей необходимо определять с максимально возможной точностью,поэтому обычно используются интегральные интенсивности рефлексов. Проведениерасчётов для нескольких рефлексов позволяет использовать статистические методыобработки и повысить точность количественного определения компонентов смеси.
Привыполнении задачи берут значения высот пиков. Присутствие неидентифицированных фазили аморфных примесей делает использование данного метода невозможным.ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ.Для определения состава смеси использовать базу рентгенографических порошковыхстандартов JCPDS PDF2. Общий вид карточки базы приведен на Рис.1. Для работы с базойсуществуют 3 указателя: алфавитный, Ганавальта (Hanawalt) и Финка (Fink). Привыполнении задачи используются два последних.Стандарты в указателе Ганавальта группируются по величинам первого характерного(имеющего максимальную интенсивность) межплоскостного расстояния. Внутри группывещества располагаются в порядке уменьшения второго характерного межплоскостногорасстояния.
Третье значение d используется для предварительного отбора веществ. Иногдаодин и тот же стандарт бывает указан два или три раза - при перемене порядкамежплоскостных расстояний. Например, если выбрана группа d: 3.58Å, 2.97Å и 2.43Å, тостандарт может находиться в группах 3.55-3.59Å, 2.95-2.99Å и 2.40-2.44Å. Такоедублирование необходимо, т.к. межплоскостные расстояния для различных компонентовсмеси могут совпадать и могут быть ошибочно отнесены только к одному из них.
Крометого, проверка должна проводиться для всех групп, поскольку визуальное определениеинтенсивностей на рентгенограммах, полученных в камере Гинье, часто не позволяетоднозначно выбрать наиболее яркие, а интенсивности на дифрактограммах сильно зависят5от способа приготовления образца и условий съёмки. Поэтому точность приводимыхзначений интенсивностей не следует преувеличивать.Можно считать, что присутствие вещества в смеси установлено достаточно надёжно, есливсе яркие и большинство слабых линий, приведённых в карточке стандарта, присутствуютна рентгенограмме исследуемого образца. Если часть сильных (и средних) линийотсутствует, то совпадение остальных является случайным. Точность совпадения значенийd должна быть не меньше 0.02-0.005Å в зависимости от величины межплоскостногорасстояния (<0.05°2θ для Cu-излучения).При проведении фазового анализа следует иметь в виду, что часть сильных линий нарентгенограмме может относиться к одной фазе, а часть к другой.
В этом случаенеобходимо анализировать различные комбинации ярких линий с другими, менее яркими.После определения одной из фаз, содержащихся в смеси, её линии вычитаются изрентгенограммы, а по оставшимся проводится аналогичный поиск.Результаты выполнения задачи оформляются в виде следующей таблицы:Исходная рентгенограммаd, ÅI, %Стандарт №1Стандарт №2Карточка №Карточка №d, ÅI, %d, ÅRIR=IjkrelIjkI, %RIR=Ijk,relIjkКоличественный фазовый состав:Вес.%:Мол.%:6ЛИТЕРАТУРА1 К задаче "Рентгенофазовый анализ"1.
Л.М.Ковба. "Рентгенография в неорганической химии". Изд.МГУ, 1991.2 "International Tables for X-ray Crystallography. England. Birmingam: The Kynoch Press,1974, v.1.3.@Use of the Power Diffraction File@. JCPDS-International Centre for Diffraction Data. Ed.by R.Jenkins, R.Anderson and G.J.McCarthy. 1991.4. В.Л.Васильев, М.С.Нахмансон. "Качественный рентгенофазовый анализ"юНовосибирск,1986.71.2.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
