Способ определения кадмия в присутствии селенида кадмия

 

Изобретение может быть использовано в аналитической химии, а именно при аналитическом контроле стехиометрии полупроводниковых селеносодержэщих . материалов. Цель -изобретения - обеспечение возможности определения кадмия на фоне селенида кадмия. Способ осуществляется путем приготовления угольно-пастового электрода на основе определяемой пробы и снятия вольтамперограмм кадмия при потенциале - 0,95 В (катод, развертка) и селенида кадмия при потенциале +1.45 В (анод, развертка) на фоне смеси NH/iOH+(NN4)2804. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766353/25 (22) 11.12,89 (46) 07.03.92. Бюл. № 9

{71) Казахский государственный университет им. С.M.Kupoea (72) Ф,С.Бекмухаметова, А.К,Нуртаева, Г.Енсепова и В.А.Захаров (53) 543.253(0888.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1100565. кл. G 01 и 31/00, 1984.

Rao I. IndIan J.Chim, 1984, v.23, ¹ 5, р.406 †4. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ В

ПРИСУТСТВИИ СЕЛЕНИДА КАД11ИЯ

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к аналитическому контролю стехиометрии полупроводниковых материалов, и может быть использовано для одновременного определения элементного кадмия и селенида кадмия в присутствии селена в твердой фазе без разложения анализируемой пробы.

Известен способ определения металлического кадмия в присутствии его халькогенидов, включающий обработку анализируемого образца химическими реактивами. Пробу массой 0,5 г с соотношением Cd;CdSe=1;"1 обрабатывают раствором иодида аммония в дйметилформамиде (диметилсульфоксиде или пропаноле) в присутствии пиридина. Смесь кипятят в течение

10-15 мин, охлаждают, фильтруют и в полученном фильтрате определяют Cd известным способом.

Однако указанный метод позволяет определять только один компонент — кадмий в.. Ы 1718103 А1 (57) Изобретение может быть использовано в аналитической химии, а именно при аналитическом контроле стехиометрии полупроводниковых селеносодержащих . материалов, Цель изобретения — обеспечение возможности определения кадмия на фоне селенида кадмия. Способ осуществляется путем приготовления угольно-пастового электрода на основе определяемой пробы и снятия вольтамперограмм кадмия при потенциале — 0,95 В (катод. развертка) и селенида кадмия при потенциале+1.45 В (анод. развертка) на фоне смеси

NH40H+(NH4)ZSO4. 1 З.п. ф-лы, 1 ил„1 табл, смеси с его селенидом, и не дает возможности определить содержание второго компонента — селенида кадмия. Метод осуществляется только при соотношении компонентов Cd:CdSe=1;1, что ограничивает его применение в практике. Большая ошибка .определения возникает вследствие неполного извлечения Cd в результате разложения диметилформамида и диметилсульфоксида при кипячении. Токсичность используемых органических растворителей диметилформамида и диметилсульфоксида возрастает при их нагревании.

Наиболее близким к предлагаемому является способ анализа полупроводникового селенида кадмия на содержание основного компонента кадмия, заключающийся в растворении полупроводникового -образца и полярографичсском определении Cd (II) на капельном ртутном электроде на фоне НС1, KCI, KI.

1718103 заданном диапазоне (в зависимости от рироды исследуемого вещества), При развертке потенциала от 0 до -1.6 B при потенциале-0,95 В фиксируется ток восстановления кадмия, величина которого пропорциональна содержанию кадмия в

УПЭ. Затем переключают развертку в сторону положительных потенциалов: от -1,6 В до

+1,6 В, при этом фиксируется ток окисления селенида кадмия при потенциале +1,45 В (см, чертежи). Величина тока окисления пропорциональна содержанию CdSe в УПЭ.

На основании полученных градуировочных графиков определяется содер>кание неизвестных количеств Cd u CdSe в смесях друг с другом, а также в присутствии селена.

Пример. Берут порошкообразную смесь, состоящую из 25,0 мг Cd, 25,0 мг

CdSe и 25,0 мг Se при соотношении компонентов 1:1;1 и 0,5 г угольного порошка, добавляют в него 0,4 мл а-бромнафталина для получения пасты. Смесь тщательно перемешивают в стеклянном бюксе в течение

5 мин. Полученной пастой набивают отверстие тефлонового стержня с металлическим контактом. Пасту хорошо утрамбовывают, поверхность заглаживают гладкой бумагой.

Полученный минеральный угольно-пастовый электрод помещают в трехэлектродную ячейку, содержащую смесь 0,1 М растворов

КН40Н и (КН4)2Я04, взлтых в соотношении

0,8:1,2 (по объему). Вольтамперметры снимают на потенциостате П-5848 при развертке потенциала от 0 до -1.6 В и обратно, Фиксируют значения максимальных токов и по предварительно построенным градуировочным графикам определяют содержание

Cd u CdSe в смеси.

Результаты определения: Cd 25,6 мг (Яг=-0,30); CdSe 25,3 мг (Яг=0,025).

Пример 2. Способ ведут по примеру

1. Смесь 50,0 мг Cd+ 25 мг CdSe, соотношение Cd:CdSe=2:1. Соотношение компонентов фонового электролита

Й!-!40!-!:(NH4)zSO4=1:1, Результаты определения; Cd 49,2 мг (Яг=0,025); CdSe 24,5 мг (Sr0,28).

Сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов представле-, на в таблице.

Как видно из таблицы, способ является более универсальным: позволяет одновременно в одной пробе (Cd+CdSe+Se) определить два компонента Cd и CdSe, в то время как известный способ дает возмо>кность определения только одного компонента Cd в присутствии CdSe. Кроме того, способ упрощает определение: исключаются операции растворения образца, кипячения, охлаждения, фильтрования, которые снижают эксНедостатками известного способа яв- в ляются использование ртутного электрода, и что противоречит современным требованиям экологии, ограниченность метода, так как он применим только длл определения 5 основного компонента кадмия, входящего в состав селенида кадмия, путем растворения пробы. Кроме того, метод не пригоден для определения элементного кадмия на фоне селенида кадмия. . 10

Цель изобретения — обеспечение возможности определения кадмия на фоне селенида кадмия и улучшение экономичности способа.

На черте>ке представлена вольтампер- 15 ная зависимость I=f(E) длл образца, содержащего смесь Cd u CdSe.

Установлено, что на УПЭ и CdSeнафоне

NH40H+(NH4pS04 злектрохимически активlII,I и дают электрохимические сигналы в ви- 20 де максимального тока: Cd при потенциале .

-0,95 В (катод), а CdSe при потенциале+1,45

В (анод). Смесь Cd u CdSe дает аналогичные сигналы при тех же потенциалах, причем иаблюдаетсл прямолинейная зависимость 25 между величиной максимального тока и содержанием Cd u CdSe в УПЭ, на основании которой проводитсл количественный анализ компонентов в смеси. Элементный селеи в этих условиях электрохимически 30 неактивен.и l4e мешает определению Cd u

СОЯе в смесях, 0 качестве фонового электролита используют смеси 0,1 М растворов

NH44(NH4)2504. Оптимальнал KoulteI4òf>e- 3 цил компонентов составляет 0,1 М, а компоненты берутсл в соотношении

М Н40Н;(И l4)zS04=(0,8-1,2);(0,8 — 1,2), Способ определения осуществляют следующим образом; готовят пасту из уголь- 40 ного порошка, порошкообразных Cd, CdSe и Se или их смесей с добавлением связующего компонента — a -Гуомнафталина. На

0,5 г углл беретсл 0,4 см а.-бромнафталина и разное количество злектроактивного 45 вещества. Cd, CdSe или их смеси. Количество последнего длл построения градуировочной кривой варьируют от 15 до 100 мг.

Полученной пастой забивают отверстие электрода, полируют поверхность на глад- 50 кой бумаге и помещают в трехзлектродную лчейку с фоновым электролитом

ИН401-!4(NH4)2S04, подключенную к потенциостату. Вольтамперограммы снима1от с . помощью самописца в координатах потен- 55 циал — ток: регистрируют ток электрохимической ячейкой при подаче на нее линейно меняющегося поляризующего напряженил

1718103

Найдено> нг

Соотношение

Снесь веществ, нг

Предлагаемый способ

Ся В) Сб бт(я*>!

Иэвестный способ

Не определяется

Ниже предела обнаружения

25,3 0,025

25, О 25>0

О, 028

О, 029

0,028

О, 020

24,5

25,6.

24,4

49,3

То же

49,2

74,1

О, 025

О, 0 I 8

0,015

О, 030

1:1

1,2:0,8

0,8:1

1:1,2

2:1:0

3:l:1

4: I:0

1:2:0

25,0

25>0

25,0

50,0

50,0

75,0

100,0

25,0

25,0

81 0,19

99,0

24,3

Ниже предела обнаружения

25,0

25,0

75,0

100

1:3:1 1,2:1 25,8

1:4:1 1:0,8 25,2

1:1:0

25>, О

О, 029

7о,0

О ° 015

О, 016

То же

° >

0,030 100,5

25,0

i97,6

196,8 0,004

202,4 прессность известного способа, 4литевьность анализа одной пробы 1 ч. В способе анализируемая проба без предварительной обработки вводится в угольно-пастовый электрод, длительность анализа 20 мин.

Предлагаемый способ позволяет с достаточной правильностью и воспроизводимостью определить 25 мг двух компонентов — Cd u CdSe — в присутствии селена. Таким образом, предел обнаружения снижается в

8 раз. Способ исключает необходимость использования токсичных растворителей, летучесть которых повышается при нагревании, что отвечает современным требованиям безопасности труда, и предназначен для анализа не только двухкомпонентных (Cd+CdSe), но и трехкомпонентных систем (Cd+CdSe+ $е), что расширяет границы применимости метода.

Формула изобретения

1. Способ определения кадмия в присутствии селенида кадмия, заключающийся

Cd CdSe Se Cd:CdSeI NH40H:

: СНН440

25,0 1 1:1 0,8;1,2 25,6 0,030 в регистрации вольтамперной зависимости, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения кадмия на фоне селенида кадмия и улучше5 ния экологичности способа. готовят угольно-пастовый электрод на основе определяемой пробы, погружают его в трехэлектродную электролитическую ячейку и катодную вольтамперограмму регист.10 рируют на фоне смеси NW40W+(NW4)2S04 в интервале потенциалов от 0 до-1,6 В, затем — анодную вольтамперограмму в интервале потенциалов от-1,6 до+1,6 В, причем концентрацию кадмия определяют по высоте

15 катодного пика в интервале потенциалов от0,7 до -1,0 В, а концентрацию селенида кадмия по высоте анодного ника в интервале потенциалов от 1,25 до 1,55 В.

2. Способ по п.1, отличающийся

20 тем, что, с целью снижения предела определения, соотношение децимолярных растворов в смеси составляет (О;8-1,2):(0,8 — 1,2).

1718103

INAT.,NK A

I лн.,ми А

Составитель T. Николаеве

Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор Н, Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 876 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., 4/5