Способ эмиссионного спектрального анализа неорганических летучих хлоридов на примеси щелочных элементов

 

СПОСОБ ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЛЕТУЧИХ ХЛОРИДОВ НА- ПРИМЕСИ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ , включающий предварительное концентрирование примесей вакуумной дистилляцией, помещение концентрата в угольный электрод, возбуждение спектра в источнике света - дуге постоянного тока или разряде полого катода и снятие спектра, отличающийся тем, что, с целью снижения пределов обнаружения, вводят в плазму разряда пары кадмия в коли/честве 8-10 - 1210 г. ; и

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) зВ)) G 01 N 21/67

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА ИЗОБРЕТЕНИЙ W ОТКР 1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3600261/18-25 (22) 06.06.83 (46) 07.11.84..Бюл. У 41 (72) Д.Е. Максимов, А.Н. Рудневский и В.Н. Шишов (71) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (53) 535.53(088.8) (56) 1. Шишов В.Н. Анализ высоко чистых летучих неор.анических гидридов и летучих хлоридов на содержание примесей нелетучих веществ методом эмиссионной спектроскопии. Автореф. диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Горький, 1979, с. 18.

2. Певцов Г.А., Красильщик В.З., Яковлева А.Ф. Спектральное определение примесей в хлориде титана (1У) с применением разряда в полом като-! де. - "Журнал аналитической химии", ; т. 25, выл. 3; 1970, с. 580-581 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЛЕТУЧИХ ХЛОРИДОВ НА; ПРИМЕСИ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий предварительное концентрирование примесей вакуумной дистилляцией, помещение концентрата в угольный электрод, возбуждение спектра в источнике света - дуге постоянного тока или разряде полого катода и снятие спектра, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения пределов обнаружения, вводят в плазму разряда пары кадмия в коли честве 8 ° 10 4 — 12 10 4ã.

1122944

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для количественного определения примесей щелочных элементов, преимущественно натрия, в летучих неорганических хлоридах, применяемых для получения полупроводниковых материалов и материалов волокнистых световодов.

Известен способ эмиссионного анализа летучих хлоридов на примесные. f0 элементы, в частности натрия, включающий предварительное концентрирование примесей вакууМной дистилляцией, помещение концентрата в угольный электрод, возбуждение спектра . 15 в дуговом разряде постоянного тока . и снятие его спектра 11.

Относительный предел обнаружения натрия по этому способу составляет

4 10 8 (навеска 50 r) при относительном стандартном отклонении 0,2-0,4.

Этот способ характеризуется недостаточной чувствительностью анализа.

Наиболее близким к изобретению является способ спектрального определения примеси натрия в хлориде титана. Анализируемый образец с коллек-тором (25 мг угольного порошка ОС.Ч) помещают в кварцевую чашку и отгоня- ют ТхСЦ в устройстве для упаривания.

При этом наблюдается частичный гидролиз

TiCfq связанный с наличием воды в атмосфере. Чтобы исключить влияние продуктов гидролиза четыреххлористого титана в пробу вводят в качестве хлорирующего агента 2 мг AgCf. Ана" З5 лиз проб проводят в разряде с полым катодом (2), Недостатком известного способа является низкая чувствительность определения (3 10 при навеске 5 г). 40

Целью изобретения является снижение пределов обнаружения примесей щелочных элементов.

Цель достигается тем, что согласно способу эмиссионного спектрально- 45 го анализа летучих хлоридов на примеси щелочных элементов, включающему предварительное концентрирование примесей вакуумной дистилляцией, поме- . щение концентрата в угольный элект- 50 род, возбуждение спектра в источнике света — дуге постоянного тока или разряде полого катода и снятие спектра, вводят в плазму разряда йолого катода пары кадмия в:количестве 65

8 ° 10 "- 12" 10 r.

На фиг. 1 показана зависимость

,интенсивности линии натрия от процентного содержания кадмия в растворе; на фиг. 2 — градуировочные графики для определения натрия в исследуемом концентрате, В качестве примера реализации предлагаемого способа описан анализ летучего хлорида германия (СеС14) на примесь Na.

Анализ по предлагаемому способу производится следующим образом.

Концентрат примеси после вакуумной дистилляции растворяют в 2 мл концентрированной азотной кислоты.

Затеи на торец основания полого катода наносят 5-б -ный раствор азотнокислого Cd в количестве 0,02 мл.

Раствор высушивают под кварцевой лампой и покрывают его пленкой полистирола путем осаждения на него одной капли 0,5 .-ного раствора полистирола в бензоле. Затеи на пленку полистирола наносят две капли (0,04 мл) раствора концентрата примеси и высушивают досуха. На торец основания надевают полый цилиндр. Собранный таким образом полый катод надевают на молибденовый стержень, впаянный в стеклянную пробку газоразрядной трубки.

Предварительно газоразрядную трубку откачивают с помощью форвакуумного насоса. В нее подают рабочий газ— гелий под давлением 30 мм рт. ст, и осуществляют разряд. Перед экспозицией катод с азотнокислым кадмием и концентратом обжигают в течение 2 мин. при силе тока 200 мА с целью выгорания полистирола, десорбции газов и стабилизации разряда. Затем постепенно ток доводят до рабочей величины

500 мА и осуществляют испарение в плазму разряда паров кадмия и натрия.

Нанесение раствора кадмия непосредственно на катод, покрытие его пленкой полистирола, на которую осаждается анализируемый концентрат, обеспечивает одновременное испарение натрия и кадмия. Оптимальной концентрацией раствора азотнокислого кадмия является 5-6Х что следует из зависимости интенсивности линии натрия от процентного содержания кадмия в растворе (фиг,. 1).

Спектры фотографируют на спектрографе ИСП-51 с камерой F = 270 мм.

Ширина щели.спектрографа составляет 0,020 мм, время экспозиции 2 мин.

Используют фотопластинки "панхром" чувствительностью 130 ед. ГОСТа. Ана1122944 где Х—

А—

А—

X8

3 литическая линия Na «T 589, 59 нм с потенциалом возбуждения 2, 1 эВ фотометрируется на микрофотометре Ц Ц.

Градуировочные графики для определения натрия в концентраторе строят в координатах $-18С, где g S — разность почернения линии с фоном и фона, а С вЂ” содержание примеси в r (фиг. 2). Как видно иэ фиг. 2, градуировочный график для определения 1п натрия в присутствии кадмия 2 лежит значительно выше графика в его отсутствии 1. Величину. холостого опыта контролируют путем анализа бидистил лята воды и азотной кислоты с предва-1 рительно нанесенным на катод азотнокислым кадмием без концентрата. До- стигнутый предел обнаружения Na no этому способу, когда величина холостого опыта равна О, составляет 2п

4 10 7. из 50. г GeCl (в отсутствии кадмия 4 10 X), что на два порядка

-6 ниже по сравнению с известным способом.(4 10 8 7, из той же навески).

Относительное стандартное отклонение 25 результатов, анализа как предлагаемым, так и известным способом практически одинаково (несколько меньше в первом случае).

Эффект снижения предела обнаружения примесей щелочных металлов в разряде с полым катодом при введении в плазму разряда полого катода паров кадмия можно объяснить передачей энергии метастабильных уровней атомов кадмия атомами натрия в результате соударений второго рода по схеме

Х+ А® - Х + А + hE нейтральный атом исследуемого элемента1 нейтральный атом кадмия; метастабильный атом кадмия; возбужденный атом исследуемого элемента; разность энергии метастабиль» ного атома кадмия и возбужденного атома исследуемого элемента.

Это приводит к увеличению заселенности возбужденного уровня атома определяемого элемента, а следовательно к увеличению интенсивности анали-, тической линии и чувствительности

/ анализа.

1122944

1122944 юв <>>

Составитель Б. Широков .

Редактор В. Иванова Текред А.Бабииец Корректор M. Максикииинец

Заказ 8129/35 Тирах 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Рауюская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4