Фотометрическое определение примесей меди и железа в металлическом галлии при совместном присутствии

Галлий, используемый в полупроводниковой технике, проходит ряд длительных и трудоемких стадий очистки. Главные загрязнения поступают из воздуха и материала контейнера, с которыми галлий может взаимодействовать.

А) Экстракционно-фотометрическое определение меди с диэтилдитио- карбаминатом натрия

Метод основан на способности меди образовывать прочный комплекс желтого цвета с диэтилдитиокарбаминатом натрия следующего состава:

Это соединение плохо растворимо в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях: четыреххлористом углероде, хлороформе и др. При экстракции медь переходит в слой органической фазы, окрашивая ее в желто-коричневый цвет, максимум поглощения диэтилдитиокарбамина- та меди находится при к = 436 нм. Железо, никель, кобальт остаются в водном растворе и определению меди не мешают. Следует иметь в виду, что определение меди оптимально при pH = 9, и в этом случае ее определению мешают только сурьма, олово, теллур и большие количества висмута. При работе следует избегать кислых растворов, так как уже при pH = 6 реактив разлагается.

Чувствительность метода — ОД мкг в 1 мл экстракта при толщине фото- метрируемого слоя 5 см.

Оборудование и реагенты

Фотоколориметр.

Платиновая или фторопластовая чашка диаметром 6—8 см.

Стеклянные кюветы 5 см, 3 шт.

Стеклянная палочка.

Цилиндр на 10 мл.

Пробирки, градуированные на 15—20 мл, с притертыми пробками.

Пипетки: 1 шт. на 1 мл; 1 шт. на 2 мл.

Делительные воронки, 7 шт.

Гидроксид аммония, 25%-ный водный раствор.

Вода дистиллированная, дважды перегнанная в кварцевом аппарате.

Диэтилдитиокарбаминат натрия, 0,1%-ный водный раствор.

Изобутиловый спирт.

Стандартный раствор соли меди(П), содержащий 0,1 мг меди в 1 мл, перед работой разбавляется в отношении 1:10.

Четыреххлористый углерод.

Описание определения

Построение калибровочного графика. В делительные воронки, градуированные на 20 мл, вводят последовательно: в первую — 0,2, во вторую — 0,3, в третью — 0,45, в четвертую — 0,6 мл стандартного раствора, содержащего 10 мкг меди в 1 мл; в пятую, шестую, седьмую делительные воронки вводят анализируемый раствор.

Раствор в каждой воронке разбавляют водой до 20 мл (до метки), прибавляют одну каплю 25%-ного NH4OH, перемешивают стеклянной палочкой, проверяют pH по универсальной индикаторной бумаге, доводя его до 9. Затем прибавляют в каждую делительную воронку по 2 мл 0,1%-ного раствора диэтилдитиокарбамината натрия; 2 капли изобутилового спирта; 5 мл четыреххлористого углерода и производят экстракцию диэтилдитиокарбамината меди в течение 2 мин. Экстракция идет медленно вследствие плохого смачивания образующегося осадка диэтилдитиокарбамината меди. Добавление изобутилового спирта значительно ускоряет этот процесс.

После окончания экстракции воронку закрепляют в штативе (для удобства сливания), пробку поворачивают до совпадения отверстий и экстракт сливают в градуированную пробирку с пробкой. Затем экстракция повторяется с 4 мл СС14 в течение 2 мин и, наконец, с 1 мл СС14 в течение 2 мин. Экстракт после каждой операции встряхивания сливают в одну и ту же пробирку, объем которой доводят четыреххлористым углеродом до 11 мл. Измеряют оптическую плотность неводного раствора при 435 нм и толщине слоя 5 см, используя ФЭК.

По полученным величинам оптической плотности строят калибровочный график «оптическая плотность — содержание меди». Измеряют оптическую плотность анализируемых растворов и по калибровочному графику находят содержание меди в граммах.

Б) Фотометрическое определение железа в виде роданидного комплекса

Ион железа(Ш) с ионами роданида образует ряд комплексных ионов кроваво-красного цвета, имеющих различную интенсивность окраски в зависимости от концентрации роданид-ионов:

где п — число ионов роданида, связанных в железороданидный комплекс (п может изменяться от 1 до 6).

Для фотометрирования необходимы строго определенные соотношения в растворе между концентрацией различных комплексных ионов. Это достигается добавлением реактива в количестве, дающем возможность создавать постоянный избыток ионов роданида. В настоящей работе этот избыток составляет 0,13 моль/л. Такому избытку роданида соответствует преимущественное образование комплексного иона [Fe(CNS)J . Раствор постепенно бледнеет вследствие восстановления ионов железа ионами роданида, особенно в присутствии некоторых катализаторов, поэтому фотометрировать раствор необходимо сразу же после приготовления. Область максимального поглощения света окрашенным раствором — 400—450 нм.

Чувствительность метода составляет 2,5 мкг железа в 50 мл конечного объема при толщине фотометрируемого слоя 5 см.

Оборудование и реагенты

Фотоколориметр.

Стеклянные кюветы 5 см, 3 ш г.

Мерные колбы на 50 мл, 5 шт.

Азотная кислота, разбавленная 1:1.

Роданид аммония, 10%-ный раствор.

Стандартный раствор соли железа(Ш), содержащий 0,1 мг железа в 1 мл.

Описание определения

Водную фазу после экстракционного отделения меди переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, подкисляют 2 мл азотной кислоты (1:1), прибавляют из бюретки 10 мл роданида аммония, добавляют воды до нужного объема и перемешивают. Измеряют интенсивность окраски и но предварительно построенному калибровочному графику находят содержание железа.

Построение калибровочного графика. В мерные колбы на 50 мл вливают последовательно 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1 мл стандартного раствора железами), подкисляют 2 мл азотной кислоты, прибавляют по 10 мл роданида аммония, добавляют воды до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность каждого раствора при 400—450 нм и толщине слоя 5 см на ФЭК относительно дистиллированной воды.

По полученным данным строят калибровочный график А = /(С), на оси ординат наносят значения оптической плотности, а на оси абсцисс — соответствующие им концентрации раствора в г/мл.

Определив оптическую плотность исследуемого раствора железа, находят его концентрацию.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >