Способ определения микроколичеств кремния Советский патент 1992 года по МПК G01N21/25 

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 силикатиона при рН 3-9 (кремниймолибденовая ге- терополикислота образуется в фазе сорбента); восстановление (также в фазе сорбента) кремниймолибденовой гетерополмкислоты до молибденовой сини; измерение интенсивности поглощения света окрашенным восстановленной кремниймолибденовой ге- терополикислотой (молибденовой синью) ионообменником.

Недостатком способа является низкая чувствительность определения кремния (абсолютно измеряемые величины находятся на уровне значений предела обнаружения элемента - 8,4-10 7 М 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.

сл

с

XI Х|

О оо

N

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 арсе- нат-ионов обрабатывают молибдатом аммо- ния (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 кремне- молибденовая гетерополикислота); после этих операций в раствор вводят анионооб- менник 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).

Пример, Навеску металлического палладия (Pd - 99,98%) массой 0,5-1,0 г помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 5-6-кратное количество калия-натрия углекислого и 0,1-0,2 г пероксида натрия, перемешивают и сплавляют при 750-780°С в течение 10-12 мин. Плав выщелачивают 70-75 мл HCI (1:5) и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Алик- вотную часть раствора, содержащую 0,2- 10 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 см3. 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 мг сорбента АВ-17 в хлор-форме и перемешивают 25-30 мин. Окрашивание ионообмен- ника (сорбция молибденовой сини) начинается с 1-й минуты контакта раствора с сорбентом и достигает максимального значения (100%) 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.

П р и м е р 2. Навеску флюоритового конентрата массой 0,2-0,5 г помещают в

тигель из стеклоуглерода, добавляют 2,5 г калия-натрия углекислого, 1 г 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 см3. Доводят до конечного объема бидистиллированной водой, перемешивают, отбирают аликвотную

часть раствора и далее поступают, как описано в примере 1. Предел определения по способу составляет 7 М.

ПримерЗ. Определение кремния в губчатом палладии.

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

1-10 медь 8- , родий 5- , рутений 5-10 и другие. Найдено 6 -WA ±8 кремния. Выполнение определения проведено по примеру 1.

П р и м е р 4. Определение кремния в

никелевом порошке.

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

1 , сера 1,6 -КГ1, фосфор 2 , мышьяк 6 и др.

Навеску никелевого порошка массой 1 г помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 5-6 г калия-натрия углекислого и

1-2 г борной кислоты, перемешивают и сплавляют при 780-810°С в течение 10-12 мин. Охлажденный плав помещают в стакан вместимостью 400 см3 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 см3 отбрасывают, из последующего объема отбирают аликвот- ные части раствора и проводят определение кремния.

Аликвотную часть раствора с содержанием 0,2-10,0 мкг кремния помещают в коническую колбу вместимостью 25 см3, 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 см3. 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 1-2 мин

2,5 мл 1%-ной аскорбиновой кислоты, добавляют 500 мг сорбента АВ-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 кремния.

Результаты определения кремния в различных технологических продуктах приведены в таблице.

Формула изобретения Способ определения микроколичеств кремния, включающий введение в анализируемый раствор анионообменника, перевод кремния в форму молибденовой гетеропо

ликислоты и измерение интенсивное и поглощения света анионообменником, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности и чупстпительностк способа.

до введения.в раствор аниоииооме а, перевод кремния в форму кремниймолибде- новой кислоты осуществляют путем добавления в раствор аммония молибденовокислого до концентрации в конечном 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 АВ17 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.

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.