Способ определения микроколичеств кремния

 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микропримесей кремния в разнообразных промышленных материалах , например в аффинированном палладии , платине, флюоритовых концентратах и др. В раствор кремниевой кислоты вводят молибдат аммония до концентраций 2-3 мг/мл, выдерживают 15-20 мин, вводят серную кислоту до концентрации 1,2-1,5 н., через 1-2 мин восстанавливают кремниймолибденовую гетерополикислоту добавлением аскорбиновой кислоты до концентрации 1 мг/мл. Затем вводят в раствор анионообменник АВ-17 в хлор-форме из расчета 20 мг/мл, выдерживают раствор 25- 30 мин, декантируют и определяют интенсивностьпоглощениясвета анионообменником на длине волны 600 им, по которой судят о содержании кремния. 4 пр., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs»s G 01 N 21/25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4786860/25 (22) 25,12.89 (46) 23.10.92, Бюл. N 39 (71) Сибирский государственный проектный и научно-исследовательский институт цветной металлургии (72) Т.А.Бабкина. Л.И.Потапенко и А.П.Соловьева (56) Труды V Всесоюзного совещания по анализу благородных металлов. Новосибирск, 1963, с. 22, Tanaka, Hirro К., Kawahara А., Bunseki

Kagahie, 1981, н. 30, N 1, р, 131, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКОЛИЧЕСТВ КРЕМНИЯ (57) Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микропримесей кремния в

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микропримесей кремния в разнообразных промышленных материалах, например в аффинированном палладии, платине, флюоритовых концентратах и др.

Известен способ контроля кремния в чистых платиновых металлах. заключающийся во фракционном испарении легколетучих примесей, отгонке основы и определении труднолетучих примесей.

Недостатком способа является невысокая воспроизводимость результатов (коэффициент вариации составляет 3 — 14 ).

Наиболее близок к изобретению способ спекгрофотометрического определения кремния на твердой фазе, включающий предварительное модифицирование ионо. обменника (обработка смолы молибдатом аммония): сорбцию кремния в виде силикат„„.Я„/„„1770844 А1. разнообразных промышленных материалах, например в аффлнированном палладии, платине, флюоритовых концентратах и др. В раствор кремниевой кислоты вводят молибдат аммония до концентрации 2-3 мг/мл, выдерживают 15 — 20 мин, вводят серную кислоту до концентрации 1,2 — 1,5 н., через 1-2 мин восстанавливают крем ниймолибденовую гетерополикислоту добавлением аскорбиновой кислоты до концентрации Iмг/мл,,Затем вводят в раствор анионообменник АВ-17 в хлор-форме из расчета 20 мг/мл, выдерживают раствор 25—

30 мин, декантируют и определяют интенсивность поглощения света анионообменником на длине волны 600 нм, по которой судят о содержании кремния, 4 пр., 1 табл. иона при рН 3 — 9 (кремниймолибденовая гетерополикислота образуется в фазе сорбента); восстановление (также в фазе сорбента) кремниймолибденовой гетерополикислоты до молибденовой сини; измерение интенсивности, поглощения света окрашенным восстановленной кремниймопибденовой гетерополикислотой (молибденовой синью) ионообменни ком.

Недостатком способа является низкая чувствительность определения кремния (абсолютно измеряемые величины находятся на уровне значений предела обнаружения элемента — 8,4 10 M для плотности 0,1).

Кроме того, способ применим только к анализу чистых вод, не характеризующихся присутствием мешающих определению кремния компонентов.

Цель изобретения — увеличение чувствительности и селективности определения микроколичеств кремния.

1770844

10

40

Для этого кремний и обладающие идентичностью свойств мышьяк и фосфор после переведения их в раствор {0,15 н. серной кислотой) в виде силикат-, фосфат- и арсенат-ионов обрабатывают молибдатом аммония (при этом образуются гетерополисоединения кремния, фоСфора и мышьяка); затем разрушают гетерополисоединения мышьяка и фосфора {мешающие определению кремния) обработкой серной кислотой (8 н, раствором); восстанавливают кремниймолибденовую гетерополикислоту добавлением аскорбиновой кислоты до молибденовой сини (восстановленная кремнемолибденовая гетерополикислота); после этих операций в раствор вводят анионообменник АВ-17 в хлор-форме, выдерживают

25-30 мин (сорбируется восстановленная кремниймолибденовая гетерополикислота), после чего отделяют раствор декантацией и измеряют интенсивность поглощения света окрашенной в синий цвет твердой фазы (сорбента), ll р и м е р 1, Навеску металлического палладия (Pd — 99,98%) массой 0,5 — 1,0 r помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 5 — 6-кратное количество калия-натрия углекислого и О, i— -0,,2 г пероксида натрия, перемешйвают и сплавляют при

750 — 780 С в течение 10 — 12 мин. Плав выщелачивают 70-75 мл HCI (I:5) и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, Аликвотную часть раствора, содержащую 0,210 мкг кремния, помещают в коническую колбу вместимостью 25 см, создают рН среды 6 — 7 последовательной обработкой

0,15 н. серной кислоты и 0,3 н. аммиака (предварительно перегнанного). Объем раствора не должен превышать 15 см . Добавляют 0,3 мл 8 н, серной кислоты, 1,25 мл

5% ного молибдата аммония, перемешивают и выдерживают 15-20 мин, добавляют 3 мл 8 н. серной кислоты и через 1 — 2 мин

2,5 мл 1%-ного раствора аскорбиновой кислоты, через 10 — 15 мин добавляют 500 мr сорбента АВ-17 в хлор-форме и перемешивают 25 — 30 мин. Окрашивание ионообменника (сорбция молибденовой сини) начинается с 1-й минуты контакта раствора . с сорбентом и достигает максимального значения (1I00%) через 25-30 мин, т.е. наблюдается полнота извлечения кремния анионообменником. Сорбент не изменяет свой цвет в течение 24-30 ч. Раствор декантируют, сорбент переносят в кювету и измеряют поглощение относительно твердой фазы контрольного опыта, проведенного через все стадии анализа.

Пример 2. Навеску флюоритового конентрата массой 0,2 — 0,5 г помещают в тигель из стеклоуглерода. добавляют 2,5 г калия-натрия углекислого, 1 r борной кислоты и 0,3 г натрия фтористого, перемешивают и сплавляют при 650-700 С в течение

6-8 мин. Плав выщелачивают в 75-80 мл соляной кислоты (1:5) и переводят в мерную колбу вместимостью 250 см . Доводят до конечного обьема бидистиллированной водой, перемешивают, отбирают аликвотную часть раствора и далее поступают, как описано в примере 1. Предел определения по способу составляет 7 10 M.

Пример 3, Определение кремния в губчатом палладии.

Губчатый палладий характеризуется содержанием палладия 99,5% и имеет 69 элементов-примесей, из них основные, : фосфор 1 10 в, мышьяк 1 10 5, хлор 1 10 свинец 1 10, никель 2 ° 10, кобальт

1 10 медь 8 10, радий 5 10, рутений

5 10 идругие. Найденоб 10 -8 10 кремния, Выполнение определения проведено по примеру 1.

Пример 4. Определение кремния в никелевом порошке.

Никелевый порошок характеризуется следующим составом компонентов, %: никель 90,75, кобальт 2,0, кальций 1 10 магний 5 10, железо 4,4 10, натрий

1 10, сера 1,6 10, фосфор 2 10 мышьяк 6 10 идр.

Навеску никелевого порошка массой 1 r помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 5 — б r калия-натрия углекислого и

1 — 2 r борной кислоты, перемешивают и сплавляют при 780 — 810 С в течение

10 — 12 мин. Охлажденный плав помещают в стакан вместимостью 400 см и выщелачивают в 90 см разбавленной 1;5 соляной кислоты, После этого содержимое стакана переводят в мерную колбу вместимостью

250 см, доливают до метки водой и перемешивают. Отфильтровывают раствор через плотный фильтр в сухую колбу. Первую порцию объемом 25-30 см отбрасывают, из з последующего объема отбирают аликвотные части раствора и проводят определение кремния, Аликвотную часть раствора с содержанием 0,2 — 10,0 мкг кремния помещают в коническую колбу вместимостью 25 см, .создают рН среды 6-7 последовательной обработкой 0,15 н. серной кислоты и 0,3 н, раствора аммиака (перегнанного). Объем раствора не должен превышать 15 см, Добавляют 0,3 мл 8 н. серной кислоты. 1,25 мл

5%-ного молибдата аммония, перемешивают, выдерживают 15 — 20 мин, добавляют

3 мл 8 н. серной кислоты и через t-2 мин

1770844

Ф о р мул а и зоб рете н и я

Способ определения микроколичеств кремния, включающий введение в анализируемый раствор анионообменника, перевод кремния в форму молибденовой гетеропоСоставитель А, Воробьев

Редактор Г. бельская Техред М.Моргентал . Корректор Л. Филь

Заказ 3737 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

2,5 мл 1 -ной аскорбиновой кислоты, добавляют 500 мг сорбента AB-17 в хлор-форме и перемешивают 25-30 мин, Раствор декантируют, сорбент переносят в кювету и измеряют поглощение относительно контрольного опыта, проведенного через все стадии анализа. Измерение интенсивности проводят при А = 600 нм.

В никелевом порошке найдено

2 10 з + 5. 10 % кремния, Результаты определения кремния в различных технологических продуктах приведены в таблице. ликислоты и измерение интенсивносги поглощения света анионообменником, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения селективности и чувствительности способа.

5 до введения.в paciuop à напевом перевод кремния в форму кремниймолибденовой кислоты осуществляют путем добавления в раствор аммония молибденовокислого до концентрации в ко10 нечном растворе 2-3 мг/мл, выдерживают

15 — 20 мин, добавляют серную кислоту до концентрации 1,2 — 1,5 N, через 1-2 мин вводят аскорбиновую кислоту до концентрации

1 мг/мл, затем вводят анионообменник АВ15 17 в хлор-форме из расчета 20 мг/мл, выдерживают 25-30 мин, декантируют раствор и определяют интенсивность поглощения света, по которой судят о содержании кремния.