Способ определения битумов в сере Советский патент 1982 года по МПК G01N21/78 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИТУМОВ В СЕРЕ

Изобретение относится к способам определения битумов (сложных органических соединений различного состава), содержащихся в сере, и может быть использовано в химической промышленности при контроле чистоты серы, применяемой в качестве исходного компонента монокристаллов сложных полупроводниковых соединений и материалов для оптоэлектроники. В настоящее время в такой сере содержание битумов допускается не выше k 10 %. Известен способ определения битумов в сере путем «расплавления анализируемой пробы, отгонки основы из расплава серы, обработки остатка кон центрированной азотной кислотой, упа ривания раствора, растворения концентрата в концентрированной серной кислоте с последующим измерением оптической плотности полученного раствора 10Недостатком способа является его низкая точность, связанная с улетучиванием битумов при отгонке основы из серы. Цель изобретения - повышение точности способа. Указанная цель достигается тем, что в способе определения битумов в сере путем расплавления анализируй мой пробы, отгонки основы, обработки остатка концентрированной азотной кислотой, упаривания с последующей обработкой полученного концентрата концентрированной серной кислотой и измерением оптической плотности полученного раствора, в расплавленную анализируемую пробу вводят йод или бром в количестве 0,1-0,2 вес.% от массы пробы. Способ осуществляют следующим образом. Навеску серы 2-5 г в кварцевой чашке расплавляют на нагревателе, в расплав вводят галоген в количестве 0,1-0,2 вес.% по отношению к массе пробы, разогревают пробу до начаЛа испарения серы, поджигают ее, снимают чашку с нагревателя и дают сере спокойно сгореть. Если при этом сера выгорит не полностью, то ее осторожно отгоняют нагреванием на песчаной бане. К остатку на дне чашки добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты, раствор упаривают под инфра красной лампой до исчезновения жидкости. Оставшийся на дне чашки осfaTOK растворяют в 5 мл концентрированной серной кислоты, приливая ее небольшими порциями (по 1 мл) и перемешивая вращательными движениями. Окрашенный раствор битумов в серной кислоте помещают в кювету с расстоянием между рабочими гранями ТО мм и по отношению к раствору холостого опыта определяют оптическую плотность его на ФЭК-56 ПМ со сфетофильт ром № t. По калибровочной криоой находят количество битумов в пробе Калибровочную кривую строят по стандартным растворам. Для приготовления исходного стандартного раствора используют битумы выделенные из большой массы (около 1 кг) серы путем удаления основы. К остатку в кварцевой чашке добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают раствор под инфракрасной лампой до постоянной массы. Часть битумов, обработанных азотной кислотой и высушенных до постоянной массы, взвешивают на аналитических весах, растворяют в концент рированной серной кислоте, количест во переносят в мерную колбу и концентрированной серной кислотой доводят объем до метки. Полученный таким образом раствор битумов идентичен по способу получения исследуемому, устойчив в течение длительного време ни (более одного месяца). Перед упо треблением часть эталонного окрашен ного раствора битумов разбавляют ко центрированной серной кислотой до 5 мл, помещают в кювету с толщиной измеряемого слоя 10 мм и определяют оптическую плотность его на ФЗК-56 П со светофильтром № по отношению к серной кислоте. Пример 1. К навескам серы по 5fOO г, расплавленной в кварцевы чашках на нагревателе, добавляют по 0,0025 г металлического йода, что составляет 0,05 весД от массы анализируемой пробы. Температуру нагревателя повышают до начала испарения серы. Поджигают пробу, снимают с Hai- ревателя и дают сере спокойно сгореть. Оставшуюся часть осторожно отгоняют нагреванием на песчаной бане. К остатку на дне чашки добавляют по 1 мл концентрированной азотной кислоты. Раствор выпаривают под инфракрасной лампой до исчезновения жидкости и остаток растворяют в 5 мл концентрированной серной кислоты, приливая ее порциями по 1 мл и перемешивая вращательными движениями.Получают окрашенный раствор. Параллельно проводят холостой опыт. Окрашенный раствор битумов в серной кислоте помещают в кювету с толщиной рабочего слоя 10 мм и определяют оптическую плотность на ФЭК-56 ПМ со светофильтром № по отношению к раствору холостого опыта. Количество битумов находят по калибровочному графику, построенному в координатах оптическая плотность - концентрация битумов в растворах серной кислоты, приготовленных следующим образом. Из стандартного раствора битумов в концентрированной серной кислоте с концентрацией их 0,396 мг в 1 мл раствора отбирают аликвотные части 0,1;О,2; 0,3; 0,5; 0,75; 0,1; 1,5 мл раствора, содержащие соответственно 0,0396; 0,0792; 0,1188; 0,1980;0,2970 0,39бО; 0,4950 мг битумов. Аликвот- . ные части раствора помещают в мерные пробирки, доводят их объемы концентрированной серной кислотой до 5 мл, перемешивают и определяют оптическую плотность растворов в кювете с толщиной рабочего слоя 10 мл на ФЭК-56 ПМ со светофильтром № 4 по от ношению к концентрированной серной кислоте. Результаты определения содержания битумов в пяти ранее взятых пробах серы приведены в табл. 1. Приме р2. К навескам серы по 5 г, расплавленной в кварцевых чашках на нагревателе, добавляют по 0,0050 г брома, что составляет 0,10 вес.% от массы анализируемой пробы. Температуру нагревателя повышают до начала испарения серы. Поджигают пробу, снимают с нагревателя и дают сере спокойно сгореть. Остаток серы отгоняют нагреванием на песчаной бане. Все последующие операции про водят аналогично примеру 1. Количес во битумов находят по калибровочному графику. Результаты определения содержания битумов в пяти ранее взятых пробах серы приведены в табл. 2. Пример 3. К навескам серы по г, расплавленной в кварцевых чашках на нагревателе, добавляют по 0,0075 г металлического йода, что составляет 0,15 вес.% от массы анализируемой пробы. Температуру нагревателя повышают до начала испарения серы. Поджигают пробу, снимают с нагревателя и дают сере спокойно сгореть. Остаток серы отгоняют нагре ванием на песчаной бане. Все последующие операции проводят аналогично примеру 1. Количество битумов находят по калибровочному графику. Результаты определения содержания битумов в пяти ранер взятых пробах серы приведены в табл. 3 Пример i. К навескам серы по 5,00 г, расплавленной в кварцевых чашках на нагревателе, добавляют по 0,01 г брома, что составляет 0,2 вес.% от массы анализируемой про бы. Температуру нагревателя повышают до начала испарения серы. Поджигают пробу, снимают с нагревателя и дают сере спокойно сгореть. Остаток серы отгоняют нагреванием на песчаной бане. Все последующие операции проводят аналогично примеру 1. Количество битумов находят по калибровоч ному графику. Результаты определения содержания битумов в пяти ранее взятых пробах серы приведены в табл. . Пример 5. К навескам серы по 5,00 г, расплавленной в кварцевых 2 чашках на нагреватель, добавляют по 0,015 г металлического йода, что составляет 0,25 вес.% от массы анализируемой пробы. При повышении температуры нагревателя было отмечено и количественно подтверждено, что незначительная часть галогена испаряется раньше, чем начинает испаряться сера. Дальнейшее повышение температуры нагревателя приводит к испарению серы. Поджигают пробу, снимают с нагревателя и дают сере спокойно сгорють. Остаток серы отгоняют нагреванием на песчаной бане. Все последующие операции проводят аналогично примеру 1 Количество битумов находят по калибровочному графику. Результаты определения содержания битумов в пяти ранее взятых пробах серы приведены в табл. 5Наилучший вариант осущест&ления с способа в примерах 2, 3 и при введении в расплав серы 0,1; 0,13 / 0,2 вес.% галогенов. Меньшие количества галогенов приводят как видно из табл. 1, к занижению результатов и увеличению их разброса. Большие количества введенного галогена (пример 5) существенно не влияют на результаты определения битумов в пробах. В табл. 6 приведены некоторые ре зультаты определения содержания битумов в сере, полученные по предлагаемому и по известному способам. Из табл. 6 следует, что отнобительное стандартное отклонение единичного определения по предлагаемому способу Srt 0,06, а по известному % O.f т.е. воспроизводимость анализа повышается в семь раз. Т а б л и ц а 1

Таблица 2

Таблица 6