Способ определения элементов в диоксиде германия

 

Изобретение относится к способу атомно-эмиссионного определения элементов в диоксиде германия. Способ позволяет повысить селективность отделения германия от прмесных элементов и исключить потери ванадия, железа , алюминия, хрома, галлия и сурьмь. Способ включает обработку пробы-,предварительно смешанной с растворами хлороводородной кислоты и персульфата аммония в воде в соотношении (в мае.ч.) пробагхлороводород:персульфат аммония:вода, равном.1:(О,10- 0,15):(О,01-0,02):(О,3-0,4) парами хлороводородной кислоты с объемной концентрацией хлороводорода 200- 220 мг/см . при 225-230°С в течение 2-2,5 ч, охлаждение и конденсацию продуктов осуществляют при 120-130 С в течение 0,8-1,2 ч. с сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (11) (д1) 4 G 01 N 31/12, 2)/67

)Р у

3ГР(У1, 13 " тг @) Лбу т у .„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4153788/23-26 (22) 26.09.86 (46) 07.04.88. Бюл. ))t )3 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкоll tt металлической промьппленности Гиредмет (72) В.А. Орлова, Т.И. Кириллова, В. В. Смирнов, Н. В. Шевцова, Ю.Г. Громаков, Ю.А.Игнатьев, Т.П. Цапенко, С. С. Колобов и М. Г. Назарова (53) 546. 289:543. 06 (088. 8) .(56) Бок P. Методы разложения в аналитической химии. Перев. с англ./Под ред. А.И.Бусева и Н.В.Трофимова.

M. Химия, 1984, с. 75-78. . Пименов В.Г. и др. Атомно-эмиссионный анализ высокочастотного диоксида германия с предварительным автоклавным концентрированием примесеп в электроде. - ЖАХ, 1986, ))t 7, с. 11731176. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В

ДИОКСИДЕ ГЕРМАНИЯ (57) Изобретение относится к способу атомно-эмиссионного определения элементов в диоксиде германия. Способ позволяет повысить селективность отделения германия от прмесных элементов и исключить потери ванадия, железа, алюминия, хрома, галлия и сурьмы.

Способ включает обработку пробью,предварительно смешанной с растворами хлороводородной кислоты и персульфата аммония в воде в соотношении (в мас.ч.) проба:хлороводород:персульфат аммония:вода, равном. 1:(0,100,)5):(0,01-0,02):(0,3-0,4) парами хлороводородной кислоты с объемной концентрацией хлороводорода 200220 мг/см при 225-230 С в течение

2-2,5 ч, охлаждение и конденсацию продуктов осуществляют при 120-130 С в течение 0,8-1,2 ч.

1386888

Изобретение относится к аналитической химии,. а именно к способам определения элементов в диоксиде германия с химической обработкой аналитической пробы.

Целью изобретения является повышение селективности отделения германия от примесных элементов и исключение потерь ванадия, хрома, железа, гал- 10 лия, алюминия и сурьмы, Сущность способа заключается в том, что в системе Ge — (V, Fe, Cr, As, Ga, Sb) — HCl — (НН„) Б Π— Н О происходит селективный переход мат- 15 ричного элемента - германия в газовую фазу при концентрации примесей

V, Cr., Fe, Al, Ga, Sb в жидкой фазе.

Введение персульфата аммония и воды обеспечивает предотвращение соотгон- 20 ки определяемых элементов за счет образования сульфатсодержащих соединений, имеющих температуру кипения вьппе 230 С. Этим повышаются селективность разделения матричного и примес- 25 ных элементов и количественное концентрирование последних в жидкой фазе. Полиморфная форма анализируемого диоксида германия Р -модификации усложняет задачу и делает еще более 30 затруднительным как вскрытие пробы, так и селективное отделение матричного и концентрирование примесных элементов. Определяющим фактором при анализе таких оксидов являются режимы вскрытия и конденсации: температура, время,и концентрация реагентов, которые при указанных значениях приводят к разрыхлению поверхности, проникновению реагентов в объем кристал- 40 лической решетки анализируемой пробы и химическому взаимодействию компонентов пробы с растворителем.

Обработка пробы смесью растворов хлороводородной кислоты и персульфата аммония в воде на первой стадии растворения необходима для разрыхления поверхности частиц диоксида германия и образования малолетучих сульфатсодержащих соединений примесных элементов сложного состава. !

При соотношении проба:хлороводород:персульфат аммония:вода больше

1:0,10:0,01:0,3 не происходит разрыхления поверхности частиц диоксида гЕрмания и образования малолетучих сульфатсодержащих соединений примесных элементов, а при соотношении этих веществ меньше 1:0,15:0,02:0,4 происходит пассивация поверхности частиц оксида германия, что препятствует отгонке матричного элемента при обработке парами хлороводородной кислоты и затрудняет количественный перевод примесей в сульфатсодержащие соединения

При концентрации хлороводорода меньше 200 мг/см не происходит полб ного вскрытия пробы и количественной отгонки матричного элемента, наблюдаются потери примесей вместе с остатками диоксида германия, а также загрязнение аналитического концентрата гермайием, а при концентрации больше 220 мг/см нарушение соотноз шения массовых долей в сторону увеличения количества жидкой фазы по отношению к массе пробы приводит к пассивации поверхности частиц диоксида гармания, препятствует полноте отгонки матричного элемента и переводу примесей в сульфатсодержащие соединения.

Обработка аналитической пробы парами хлороводородной кислоты необходима для отгонки германия в виде тетрахлорида и дальнейшего его перевода в слабодиссоциируемое соединение - гексахлоргерманиевую кислоту.

При обработке пробы парами хлороводородной кислоты при температуре ниже 225 С и времени обработки менее 2 ч не достигаются полнота отгон- ки тетрахлорида германия и образование гексахлоргерманиевой кислоты, а о при температуре выше 230 С и более

2 5 ч происходит термическое разложе1 ние образовавшейся гексахлоргерманиевой кислоты с образованием исходного продукта диоксида германия, частично попадающего в аналитический концент,рат.

Проведение конденсации гексахлоргерманиевой кислоты при температуре ниже 120 С и времени менее 0,8 ч приВодит к неполному ее выделению и загрязнению концентрата германием, а о при температуре выше 130 С и времени более 1,2 ч - к перераспределению газовой и сконденсированной фаз гексахлоргерманиевой кислоты и попаданию в аналитический концентрат значительного количества германия.

Пример. Навеску пробы диоксида германия массой 5,0 г помещают в кварцевую реакционную емкость, содержащую 20 мг спектрально чистого гра1386888

Сопоставление с данными массспектрального и нейронно-активационного анализов этих проб (без предварительной химобработки) показывает отсутствие значимых расхождений при

Р = 0,9 и И = 20.

Предложенный способ по сравнению с известным позволяет повысить надежность (правильность и воспроизводимость) определения примесей в диоксиде германия Р -модификации за счет полной отгонки тетрахлорида германия в газовую фазу и предотвратить образование летучих хлоридов и количественного концентрирования примесей. формула изобретения

Способ определения элементов в диоксиде германия, включающий отделение германия от примесных элементов обработкой пробы парами хлороводородной кислоты при нагревании в герметично замкнутом объеме с последующим охлаждением и конденсацией продуктов реакции, получение концентрата примесных элементов и их атомно-эмисПри проведении 10 параллельных определений получены следующие результаты (при доверительной вероятности и P = 0,90), мас.7:

Ванадий (2,3 + 0,4) 10

>. <еле з о (5,9+ 0,8) 10

Хром (3,4 + 0,3) 10

Алюминий (2,1 + 0,5) 10

Галлий (1,8 > 0,5) 10

Сурьма (6,7 + +0,6) 10

45

Составитель А.Рязапов

Редактор О.йкровецкая Техред Д.Олийнык Корректор С.Черни

Тираж 847

Заказ 1490/42

Подписное

BHKHIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 фитового порошка, смачивают 3 см 6 M хлороводородной кислоты (перегнанной) или 1,5 см 12 М хлороводородной кислоты и 1,5 см воды, 1 см персульфа- 5 та аммония с концентрацией 100 мг/см (проба:хлороводород:персульфат аммония:вода = 1:0,15:0,02:0,4). Реакционную емкость с содержимым помещают во фторопластовую камеру автокла- 10 ва вместимостью 150 см, содержащую

45 см 12 М хлороводородной кислоты (концентрация хлороводорода в камере автоклава 220 мг/см ), камеру закрывают крышкой и герметизируют в корпу-15 се автоклава. Автоклав с содержимым помещают в камеру электронагревателя, снабженного терморегулятором и прогретого до 230 С. Выдерживают при этой температуре в течение 2 ч, за- 20 тем помещают во вторую холодную зону о и охлаждают до 120 С, после чего выдерживают при этой температуре в третьей зоне электронагревателя в течение 1 ч и снова переносят во вторую 25 холодную зону. После охлаждения до комнатной температуры (18-20 С) автоклав разгерметизируют, концентрат примесей на графитовом коллекторе из кварцевой реакционной емкости подвер- 30 гают атомно-эмиссионному анализу на содержание группы регламентируемых примесей (всего 20 элементов), в том числе ванадия, железа, хрома, алюминия, галлия и сурьмы.

35 сионное определение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения селективности отделения германия от примесных элементов и исключения потерь ванадия, железа, алюминия, хрома, галлия и сурьмы, пробу диоксида германия предварительно смешивают с растворами хлороводородной кислоты и персульфата аммония в воде в соотношении массовых долей проба. хлороводород:персульфат аммония. вода как

1:(0,10-0,15):(0,01-0,02):(0,3-0,4), обработку парами хлороводородной кислоты проводят с объемной концентрацией хлороводорода 200-220 мг/см при 2253

230 С в течение 2-2,5 ч, а охлаждение и конденсацию продуктов осуществляют при 120-130 С в течение 0,8-1,2 ч.