Способ определения индия

 

Использование: аналитический контроль материалов полупроводниковой техники , реактивов, объектов окружающей среды. Сущность изобретения: индий переводят в комплексное соединение с 2,5-диокси-бензалиден-2,5-диоксибензолом в водноорганической среде, содержащей 60-70% диметилформамида, при рН 1,8-2,4. 5 табл. например, нейтронно-активэционный метод ). Используемые фотометрические методики с органическими реагентами характеризуются малой чувствительностью, избирательностью и необходимостью, вследствие этого, отделения индия от мешающих примесей, т.е. значительным усложнением технологической схемы анализа. В связи с этим создание высокочувствительных и селективных методов определения индия, отличающихся в то же время экспрессностью возможностью автоматизации , экономичностью анализа и другими достоинствами , является актуальной задачей. Несмотря на известные преимущества люминесцентного метода, наибольшая работа по снижению границы доступных определению количеств, а также по повышению избирательности определения предстоит для ряда элементов, в том числе и для индия. Ё ,. 5 ю СА) Сл 4

СОК)3 СОВЕ Ii:КИХ

СОЦИЛЛИСТИ 1Г СКИХ

PFÃÏÓÁËÈÊ (51)5 G 01 N 31/22

PCTHEt4HOF ПАТЕНТПОГ

СТВО СССР

ЕНТ СССР) ГОСУДА

ЙВДО о (ГОСП Т

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4 (22) 2 (46) 0 (71) Т ситет (72) Л лусов (56) И и ра сырь

ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

60139/04 .11.89 .02.93. Бюл. N 5 шкентский государственный универим. В.И. Ленина

Е. Зельцер, Н.Г. Верещагина и В.А.Ба(ербов Д.П. и др. Развитие люминисцентг ых методов в химическом анализе минерального сырья. Сб. "Исследования в области химических и физических методов анализа минерального сырья", Алма-Ата, 1977, вып.6, с,3-16. !

Б усев А.И. и др. Руководство по аналитичес кой химии редких элементов. М.: Химия, 1986, 432, с.432.

Щербов Д.П. и др, Определение редких I сеянных металлов в минеральном, M.: Недра, 1982, с.107-120. зобретение относится к флуоресцентному! анализу и может быть использовано для луариметрического определения индия материалах полупроводниковой техник, реактивах и веществах особой чист ты, объектах окружающей среды. овокупность ценных свойств индия опреде яет перспективы его использования в разл 1чных областях науки и техники. и следова ельно, необходимость контро",ÿ содер (аний индия в различных полупроводниковых материалах и других объектах. Вследствие очень низкого содержанйя индия в природных образованиях источ иком для его получения служат и очные и о кты и и пе е аботке, в об р ду р р р руд кото ых он содержится в виде примесей, ысокочувствительные методы определения индия отличаются сложным и трудноI доступным техническим оформлением (как, — — !

„„5U„„1793371 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИЯ (57) Использование: аналитический контроль материалов полупроводниковой техники, реактивов, объектов окружающей среды.

Сущность изобретения: индий переводят в комплексное соединение с 2,5-диокси-бензалиден-2,5-диоксибенэолом в водноорганической среде, содержащей 60 — 70 диметилформамида, при рН 1,8 — 2,4. 5 табл.

1 например, нейтронно-активационный метод). Используемые фотометрическйе методики с органическими реагентами характеризуются малой чувствительностью, избирательностью и необходимостью, вследствие этого, отделения индия от мешающих примесей, т.е. значительным усложнением технологической схемы анализа.

В связи с этим создание высокочувствительных и селективных методов определения индия, отличающихся в то же время экспрессностью возможностью автоматизации, экономичностью анализа и другими достоинствами, является актуальной задачей.

Несмотря на известные преимущества люминесцентного метода, наибольшая работа по снижению границы доступных определению количеств, а также по повышению избирательности определения предстоит для ряда элементов, в том числе и для индия.

1793371 вится более неустойчивой, При определении индия использовали буферный раствор с рН 1,80, составленный их 2 M растворов ацетата натрия и хлористоводородной кислоты.

Максимальная интенсивность свечения достигается через 10-15 мин после сливания компонентов и устойчива в течение длиФлуоресцирующие соединения с индием образуют 8-оксихинолин и его производные, флавоны, азосоединения. Достигнутый предел обнаружения индия составляет 1100 мкг/мл. Однако практическое примене- 5 ние в люминесцентном анализе имеют родамин 6Ж, С, этилродамин С. Избирательность этих методов невысока, поэтому используют дополнительные приемы по маскированию (отделению) мешающих приме- "0 сей.

Наиболее близок к предлагаемому способ флуориметрического определения индия с родамином С и родамином 6Ж.

Сравнительная характеристика основных метрологических характеристик лучших из известн ы х реагентов и. и редлагаемого способа представлена в таблице 1. Недостатком известных способов и ограничением их практического использования является не- 20 высокая чувствительность, учитывая незначительное содержание индия в различных обьектах, а также невысокая избирательность, из-эа чего в большинстве случаев необходимы дополнительные операции по отделению мешающих ионов.

Цель изобретения — повышение чувствительности и селективности определения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу флуориметрического опре- 30 деления индия, включающего перевод его в комплексное соединение с органическим реагентом с последующим измерением интенсивности свечения комплекса в качестве органического реагента используют 2,5-ди- 35 оксибензалиден-2,5 -диоксибензол (R) и комплексное соединение получают в среде

60 — 70об. диметилформамида (ДМФА) в присутствии буферного раствора с рН 1.82,4. 40

В указанной среде индий образует с реагентом R интенсивно флуоресцирующее зеленым светом комплексное соединение с фл = 550 нм и 4,c, = 440 нм. В присутствии

ДМФА интенсивность флуоресценции зна- 45 чительно возрастает (табл.2), максимальная интенсивность наблюдается при 60+1—

70 1 об. ДМФА и рН 1,8 0,05 — 2,4 0,05.

В области более высоких значений рН интенсивность свечения снижается и стано- 50 тельного времени. Оптимальные условия проведения реакции приведены в табл.1.

Определению 0,01 мкг индия не мешают (кратные количества) Си (250), Fe (100), А! (150), 6а (120), Be (400), Со, Ni (500). В присутствии комплексующей смеси избирательность относительно посторонних ионов повышается в 2-3 раза. Нижний предел определяемых концентраций по 3 s-критерию равен 0,004 мкг/мл. Относительное стандартное отклонение пр» его определении составляет 0,15.

Отклонение содержания ДМФА и рН в растворе от оптимальных значений приво- дит к уменьшению чувствительности и избирательности определения индия (табл, 3, 4), Для проверки правильности и воспроизводимости результатов определения индия проводили его отделение экстракцией от сопутствующих ионов бутилацетатом из

5 н бромистоводородной кислоты. Результаты определения индия в различных обьектах: чистых веществах, минеральном сырье, конструкционных материалах на кластерной основе представлены в табл,5.

Определение индия с экстракционным выделением. К сухому остатку образца после вскрытия пробы прибавляли 3 — 4 мл конц, HBr и снова выпаривали досуха. Остаток растворяли в 5 мл 5 í НВг, раствор переводили в делительную воронку, ополаскивая стенки стакана 5 н Н Вг. Приливали к раствору 10 мл бутилацетата и экстрагировали в течение 1 мин. Экстракт после отделения промывали 2 раза (по 2 — 3 мл) 5 í HBr, встряхивая по 10-15 с. Индий реэкстрагировали двумя порциями 6 н хлористоводородной кислоты (по 20 мл) с добавлением 1 — 2 капель перекиси водорода. Реэкстракт выпаривали досуха. добавляли к остатку серную кислоту и нагревали раствор до появления белых паров. Сухой остаток растворяли в 50 мл дистиллированной воды.

Пример 1. Определение индия в рудах, Сульфидные и полиметаллические руды разлагали хлористоводородной кислотой с последующим введением азотной кислоты.

Силикатные породы разлагали фтористоводородной кислотой с добавлением серной кислоты.

К аликвотным частям анализируемого раствора в пробирках на 15 мл приливали 2 мл буферного раствора с рН I,8, 1 мл 0,017,ного раствора реагента в этаноле, 6 мл

ДМФА и до метки доливали буферным раствором с рН 1,8, Флуориметрировали через

10 мин после сливания компонентов при

Я,., = 440 нм и ), л = 550 нм, Данные представлены в табл.5.

1793371

Формула изобретения

Способ определения индия путем обратки анализируемой пробы органическим агентом с последующим флуориметриронием полученного комплексного соединея, отличающийся тем, что. с целью повышения чувствительности и селективности определения. в качестве органического реагента используют 2,5-диоксибензалиден-2,5 -диоксибензол в водно-органической среде, содержащей 60 — 70 об. диметилформамида при рН 1,8 — 2,4.

Таблица 1

А налитические характеристики предлагаемого реагента и лучших из ранее известных орга. нических реагентов на индий налитические характеристики, условия проведения определения

Реагенты

Родамин 6 ж

Родамин С! Предел обнаружения, мкг/мл

Условия определения !

4.с./ фл, нм

0.1 — 3

6,0 — 6,5 M HBr; экстрагент бензол в присутствии KBr

530/560

0,06

2,5 — 2,8 М НВг, экстрагент бензол с ацетоном в присутствии

1,5 М KBr

560/590

Мешают Аи, Hg, Sb, Sn, Fe, Т(, Си

0,004 р Н 1,8 — 2,4; 60 об.

ДМФА

440/550

Избирательность (фактор селективности) Hg (5), Аи (10), TI (30), Sb (300). Sn (500). Си, Fe мешают в любых количествах

Ni. Fe, Со (100), Hg, Au, Sb, Sn(300) Пример 2. Определение индия в юминофорах и чистых веществах.

При расположении люминофора xaseку 0,05 г помещали и фарфоровый тигель и астворяли в 5 мл конц. НО. Полученный раствор упаривали досуха. Остаток количественно переносили в колбу емкостью 25 мл

vl разбавляли до метки бидистиллирован ной цодой. Б аликвотных частях приготовленног з раствора проводили определение индия о вышеописанной методике.

Подготовка KCI к анализу.

Навеску соли KCI (5-10 г) растворяли в

1 мл бидистиллированной воды.

Подготовка металлического кремния, К 1 г измельченного кремния в платинов и чашке приливали 2,5 мл конц. серной к слоты, 10 MA 40%,-ного раствора фторис оводородной кислоты, по каплям 25 мл к нц. азотной кислоты. После растворения и обы выпаривали сначала на водяной бане, затем на песочной для удаления кислот.

Остаток разбавляли в 20 мл HCI (1:1).

B аликвотных частях приготовленных растворов проводили определение индия

5 по вышеописанной методике. Содержание индия находили по градуировочному графику, Данные представлены в табл.5, Таким образом, разработанная методика флуориметрического определения индия

10 проверена на анализе стандартных образцов руд, образцов чистых материалов. Правильность полученных результатов подтверждена методами добавок, варьированием навесок и использованием конт15 рольных методов. Предлагаемое изобретение позволяет снизить предел обнаружения индия на порядок и повысить избирательность относительно сопутствующих элементов в 2 — 3 раза. Это позволяет

20 проводить анализ без отделения посторонних ионов и концентрирования индия дополнительными методами.

1793371

Таблица 2

8лияние растворителей на интенсивность флуоресценции комплекса R—In

Таблица 3

Зависимость пределов обнаружения индия и селективности его определения от концентрации ДМФА

Таблица 4

Зависимость пределов обнаружения индия и селективности его определения от рН

1793371

Таблица 5

P äàKòoð Б. Федотов

Заказ 502 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

I !

Оценка правильности и воспроизводимости флуориметрического определения индия в различных образцах п=6, P=0,95

Составитель Л. Зельцер

Техред Ч,Моргентал Корректор И. Муска