Способ эмиссионного спектрального анализа неорганических летучих хлоридов на примеси щелочных элементов Советский патент 1984 года по МПК G01N21/67 

Изобретение относится к аналитической и может быть использовано для количественного определения примесей щелочных элементов, преимущественно натрия, в летучих неорганических хлоридах, применяемых для получения полупроводниковых материало и материалов волокнистьгх световодов Известен способ эмиссионного ана лиза летучих хлоридов на примесныеэлементы, в частности натрия, включающий предварительное концентрирование примесей вакуум ной дийтилляцией, помещение концентрата в уголь ный электрод, возбуждение спектра в дуговом разряде постоянного тока и снятие его спектра fl) . Относительньш предел оояаружения натрия по этому способу составляет (навеска 50 г) при относител ном стандартном отклонении 0,2-0,4. Этот способ характе-ризуется 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 в устройстве для упаривания. При этом наблюдается частичный гидроли liCtif, связанный с наличием воды в атмосфере. Чтобы исключить влияние продуктов гидролиза четыреххлористого титана в пробу вводят в качестве хлорирующего агента 2 мг AgCf. АнаЛИЗ проб проводят в разряде с полым катодом 2. Недостатком известного способа является низкая чувствительность определения ( при навеске 5 г.) Целью изобретения является снижен е пределов обнаружения примесей щелочных элементов. Цель достигается тем, что согласно способу эмиссионного спектрального анализа Летучих хлоридов на примеси щелочных элементов, включающему гфедварительное концентрирование при месей вакуумной дистилляцией, помещение концентрата в угольный электрод, возбуждение спектра в источник света - дуге постоянного тока или разряде полого катода и снятие спек ра, вводят в плазму разряда полого катода пары кадмия в количестве . 8«10 -12-10 г. 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 (GeCl) на примесь Na. Анализ по предлагаемому способу производится следующим образом. Концентрат примеси после вакуумной дистилляции растворяют в 2 мл концентрированной азотной кислоты. Затем на торец основания полого катода наносят 5-6%-ньй 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. Затем 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 молибденовьй 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 5-6%, 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. Ана31литическая линия Na Т 589, 59 нм с потенциалом возбуждения 2,1 эВ фотометрируется на микрофотометре Gf II, Градуировочные графики для опреде ления натрия в концентраторе строят в координатах ,C, где US- разность почернения линии с фоном и фона, а С - содержание примеси в г (фиг, 2). Как видно из фиг, 2, градуировочный график для определения натрия в присутствии кадмия 2 лежит значительно вьше графика в его отсут ствии 1. Величину.холостого опыта контролируют путем анализа бидистил|ЛЯта воды и азотной кислоты с предва рительно нанесенным на катод азотнокислым кадмием без концентрата. Достигнутый предел обнаружения Na по этому способу, когда величина холостого опыта равна О, составляет из 50. г GeCE (в отсутствии кадмия 4t1(J®%), что на два порядка ниже по сравнению с известным способом (4 из той же навески;. Относительное стандартное отклонение результатов .анализа как предлагаемым так и известным способом практически одинаково (несколько меньше в первом случае). 444 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 X + где X - нейтральный атом исследуемого элемента А - нейтральный атом кадмия; А - метастабильный атом кадмия; X - возбужденный атом исследуемого элемента; iE - разность энергии метастабильного атома кадмия и возбужденного атома исследуемого элемента. Это приводит к увеличению заселенности возбужденного уровня атома определяемого элемента, а следовательнo к увеличеншо интенсивности анали-. тической линии и чувствительности , анализа.

8ffJn 2.0

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

1.51.02.6toiff

1L

f.80.2061.0

фиг.1

еус

Фиг.2