Способ количественного определения бора в пиролитическом нитриде бора

 

Сущность изобретения: образующаяся после разложения нитрида бора борная кислота количественно связывается цветореагентом - азометином Н - в устойчивый комплекс, имеющий максимум поглощения при длине волны 415 нм. 3 табл

Ы3. „ t783393 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 21/78

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 3 4

Я4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА В ПИРОЛИТИЧЕСКОМ

НИТРИДЕ БОРА (57) Сущность изобретенйя: образующаяся после разложения нитрида бора борная кислота количественно связывается цветореагентом — азометином Н вЂ” в устойчивый комплекс, имеющий максимум поглощения при длине волны 415 нм. 3 табл.

1 (21) 4920034f25 (22) 05.02,91 (46) 23.12.92. Бюл. N 47 (71) Экспериментальный завод научного приборостроения АН СССР (72) Л.M.Ìàðòûíoâà, В.С,Михайловская и Ю,А.Синенко (56) Васильева M.Ã. и др. Анализ бора и его неорганических соединений, M,: Атомиздат

1965, с,45.

Шанина Т.М., Гельман Н,Э., Михайловская В,С. Количественный анализ элементоорганических соединений., — Журйал аналитической химии, 1967, т, XXII, вып 5, с.782; Изобретение относится к аналитиче- калий в количестве 0.05-0,1 г, Сплавление ской и неорганической химии, в частности . проводят в печи. После охлаждения плав спосбб.применим для определения процен- растворяют в стакане в 10 мл воды, туда же тного содержания .бора в неорганических добавляют2каплииндикатора — метиnoaoro соединениях, например в нитриде бора.. красного и 20 мл раствора соляной кислоты.

Известен способ определения бора в: Затем раствор количественно переносят в борорганических соединениях с помощью мерную колбу и доводят до метки дистиллиреагента азометина Н. Однако органиче- рованной водой. Из мерной колбы отбирают ские соединения бора легко переводятся в 2 пробы по 50 мл в конические колбы. Отоводорастворимое состояние э отличие от бранный раствор нитрида бора кипятят в борсодержащих неорганических соедине- течение 10 мин для удаления углекислого ний, каким является нитрид бора, газа, охлаждают и нейтрализуют. насыщенНаиболееблизким кизобретениюявля- ным раствором гидроокиси бария. Количеется Д-маннитный способ определения бо- ство бора в нитриде бора определяют ра, по которому навеску нитрида бора методом титрования образовавшейся бор(100-200 мг) выдер кивают в платиновом ной кислоты гидроокисью бария определентигле при 8000С со смесью карбонатов ще- ной концентрации, Для установления титра лочных металлов в течение 2 ч. В тигель . раствора гидроокиси бария выполняют пять насыпают смесь карбонатов натрия и ка- параллельных определений. Конец тйтровалия, затем помещают навеску нитрида бо ния определяют при помощи добавленного ра и засыпают ее снова такой же смесью, . реагента Д-маннита. чтобы общее количество смеси составляло В таких же условиях проводят титрова(5 0,5) г, Затем добавляют азотнокислый ние контрольной пробы.

1783393

Количество бора {% В) в нитриде бора вычисляют по формуле KV< 2} 0,001082.4 100

% где Ч1,Ч2 — объем 0,05 моль/л раствора гидроокиси бария, пошедшего на титрование исследуемой и контрольной пробы соответственно, мл ;

К вЂ” поправочный коэффициент к титру раствора гидроокиси бария; e — масса навески нитрида бора;

4 — коэффициент пересчета при отборе проб (50 мл от 200 мл);

0,001082 — количество бора, соответст вующее 1. мл 0,05 моль/л раствора гидроокиси бария, r.

За результат анализа принимают среднее арифметичеСкое двух параллельных определений. Абсолютное значение суммарной йогрешности результата анализа составляет 0,6 %

К недостаткам этого способа относятся: необходимость брать для анализа больше, навески йитрйда бора {1 00 — 200 мг); использовайие для сплавления трех. реагентов, При этом время разложения нйтрида бора составляет 2 ч ; в ходе анализа приходится готовить растворы .строго определенной концентрации с дальнейшей проверкой их титра; в процессе анализа исследуемый раствор нитрида бора подвергают кипячению. Способ отличается трудоемкостью, большим количеством последовательно вы полняемых операций; сам. процесс титровани я визуальн ый.

Целью изобретения является повышение точности определения количества бора в нитриде бора и упрощение процесса анализа. Указанйая цель достигается-тем, что после сплавления навески нитрида бора с реагентом, охлаждения, количественного, переноса йлава, отбора пробы для анализа, образующуюся после разложения нитрида бора барную кислоту количественно связывают в устойчивый окрашенный комп лекс желтого цвета цветореагентом "азометином Н",. измеряют ойтическую плотность при длине волны 415 нм и определяют содержание бора расчетным путем, Цветореагент "азометин Н" представляет собрй продукт конденсации салицилового альдегида и аш-кислоты, Его химическое название: 4-(2-гйдроксибензилиденамйно)-5гидроксинафталин-2.6-лисульфокислота. 03 .

Н=СН

OH ОН

SOPH

Спектр поглощения раствора комплекса "азометина Н" с борной кислотой имеет четко выраженный максимум при длине волны 415 нм, Способ осуществляют следую5 щим образом.

Навеску нитрида бора (3 — 8 мг) сплавляют в герметически закрытом никелевом реакторе с едким кали (8-10 гранул) при температуре 850 С B течение 30 мин. Плав

10 затем количественно переносят в мерную колбу, Для анализа из мерной колбы отбирают 2 пробы исследуемого раствора нитри.да бора. В процессе проведения анализа используют следующие растворы: буфер15 ный раствор (рН 5,0-5,3); раствор цветореагента "азометина Н": стандартный раствор борной кислоты с Содержанием бора 100 мкгВ/мл.

К отобранной пробе исследуемого рас20 твора нитрида бора добавляют раствор азометина Н, буферный раствбр и доводят до метки дистиллированной водой. Аналогично готовят для анализа стандартный раствор: в мерную колбу отбирают пробу

25 раствора борной кислоты с известным со.держанием бора, добавляют буферный раствор и раствор азометина Н. Приготовленные для анализа растворы помещают на

2 ч в темное место, после чего растворы

30 спектрофотометрируют при длине волны

415 нм..Оптическу1О плотность исследуемого и стандартного растворов измеряют относительно "холостого" опыта.

Процентное содержание бора в нитри35 де бора вычисляют по формуле о/ В иссл ст.

0ст. иссл. m

Эиссл., Ост. ОПТИЧЕСКаЯ ПЛОТНОСТЬ ИССЛЕДУ" емого и стандартного растворов соответст40 венно;

vvccn. чст, — аликвотйые объемы исследуемого и стандартного растворов соответственно, мл;

Ч вЂ” разведение исходного раствора нит45 рида бора;

m — навеска образца нитрида бора, мг.

Стандартный и исследуемый растворы готовят таким образом, чтобы кон цейтрация бора в фотометрируемом растворе не

50 превышала 1 мкгВ/мл, так как область концентрации бора, где наблюдается линейная зависимость оптической плотности раствора от концентрации, составляет 0,11;0 мкг В/мл, 55 Добавление специального буферного раствора обусловлено тем, что образование комплекса борной кислоты с азометином Н и развитие устойчивой окраски комплекса происходит в строго определенных услови- 1783393

50 Таблица 1 ях, а именно если рН раствора составляет

5,0 — 5,3.

Реакция образования комплекса боратиона с реагентом азометином Н обратима, поэтому необходимо к анализируемому раствору нитрида бора прибавлять точно измеренное количество цветореагента азо . метина Н строго определенной концентрации, В частности, для анализа нитрида бора подобранная область концентраций азометина Н составляет 0,02-0,06 г/мл. Кроме того, интенсивность окраски комплекса зависит от рН анализируемого раствора нйтрида бора и является устойчивой, еслй рН раствора составляет 5,0 — 5,3; такое значение рН подцерживают буферным раствором специально подобранного состава. Результаты анализа приведены в табл.1,2.

Для анализа использованы образцы пиролитического нитрида бора, полученного методом химйческого осаждения из газовой фазы на графитовую подложку.

Пример 1, Навеску нитрида бора

3,810 мг сплавляют с едким кали (0,5 г) в течение 30 мин при 850 С в герметически закрытом никелевом реакторе. Плав охлаж.дают и количественно переносят в кониче- скую колбу промыванием реактора водой, Из колбы отбирают 10 мл и переносят в мерную колбу на 100 мл, туда же добавля.ют 10 мл раствора азометина H и 10 мл буферного раствора; доводят до метки дистиллированной водой, Таким образом приготавливают два исследуемых раствора.

Приготовление стандартного раствора;

В мерную колбу на 100 мл отбирают 10 мл раствора борной кислоты с известным содержанием количества бора (10 мкг В!мл), добавляют 10 мл раствора азометина Н и буферный раствор: доводят до метки дистиллированной водой.

Приготовление "холостого" раствора, В мерную колбу на 100 мл отбирают 10 мл раствора эзометина Н, добавляют буфер-. ный раствор и доводят до метки дистиллированной водой.

Все приготовленные растворы помещают на 2 ч в темное место, после чего растворы спектрофотометрируют. Оптическая

::плотность растворов измерена на спектро- фотометре марки "Specord M 40" (производство ГДР).

Процентное содержание.бора в иссле5 дованном образце нитрида бора, рассчи-танного по формуле (1), составляет

) 3648.10Mn ° 168,43

0,3700.3,8.1.. 10мл

10 где Оисс . = 0,3648;

Ост. = 0,3700; ст. = чиссл. 10 мл;

m =3,81;

15 V=16843

Пример 2, Аналогичные операции по анализу произведены с навеской нитрида бора, равной 4,299 мг:

20 о В 0,42 10 10.193.09 43 6о

0,4341 10 4,299 где Оисс . = 0,4210;

Ост. = 0.4341;

25 . чст. = чиссл. = 10 мл;

V = 193,09;, m =4299мг.

В табл, 3 представлены результаты сравнительного анализа образцов нитри30 да бора по известному способу и изобретенйю, Формула изобретения

Способ количественного определения бора в пиролитическом атриде бора, вклю35 чающий сплавление навески нитрида бора с реагентом, охлаждение, количественный перенос плава, отбор пробы для анализа, получение исследуемого раствора, добавление цветореагента и определение со40, держания бора расчетным путем, о т и ич а ю ще е с ятем,что, с целью по вышения точности определения колйчества бора и упрощения процесса айализа. в качестве реагента добавляют раствор цветореагента

45 азометина Н концентрации 0,02-0,06 г/мл и буферный раствор рН 5,0-5,3 и йзмеряют оптическую плотность раствора при длине волны 415 нм.

1783393

Таблица 2

Таблица 3

Составитель Л. Мартынова

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор Г. Бельская

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

Заказ 4510 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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