CS240141B1

CS240141B1 - Způsob stanovení dusíku v látkách na bázi nitridů

Info

Publication number: CS240141B1
Application number: CS847564A
Authority: CS
Inventors: Josef Novak
Original assignee: Josef Novak
Priority date: 1984-10-05
Filing date: 1984-10-05
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS756484A1

Abstract

Způsob stanovení dusíku v látkách na bázi nitridu, při kterém se rozmělněný vzorek vpraví do korozivzdorného autoklávu, přidá se koncentrovaná kyselina fluorovodíková popřípadě s příměsí 0,2 až 4 ml kyseliny sírové zředěné 1:1 a/nebo kyseliny fosforečné, chlorovodíkové, chloristé, popřípadě s přísadou peroxidu vodíku, autokláv se uzavře a ve vyhřívací komoře se při teplotě 90 až-180’C udržuje 5 až 48 hodin, při- ■ dá se alkalický hydroxid jako je 40% hydroxid sodný, uvolněný amoniak se oddestiluje a jímá v 0,025 až 0,05 molů/litr kyseliny sírové, jejíž přebytek se titruje hydroxidem sodným 0,05 až 0,1 molů/1.

Description

Vynález se týká způsobu rozkladu látek na bázi nitridů a stanovení produktů uvolněných tímto rozkladem.

V současné světové technice jsou známy metody stanovení obsahu dusíku v nitridech, které jsou založeny na destilačním postupu podle J. Kjehldala, například v modifikaci

J. K. Parnase a R. Wagnera (Biochem. Zeitschrift 69 [1926] 72), při které se zkoumaná látka rozloží přebytkem alkalického hydroxidu, například sodného, a uvolněný amoniak se oddestiluje a stanoví. Je znám i způsob uvolnění plynného dusíku podle Dumase zahříváním analyzované látky na 600 ^CC v přítomnosti kysličníku mědnatého.

Dále jsou známy metody stanovení dusíku v nitridech (G. V. Samsonov a kol: „Analiz tverdych tugoplavkich sojediněnij“ Izd. AN USSR Kijev 1961, str. 151) a uvolnění amoniaku tavením výchozí látky s hydroxidem sodným nebo lithným při teplotě 400° Celsia za případného prohánění reakční směsi vodní párou (Pappalardo S.: Chim. et industria 46 [1964] 424). Je také znám rozklad nitridů koncentrovanou kyselinou sírovou s příměsí síranu draselného [Šafran G. I.: Ž. prikladnoj chimii 13 [194] 1885), popřípadě rozklad výchozí látky zředěnou kyselinou sírovou při teplotě 200 °C za přítomnosti chloristanu draselného jako katalyzátoru (Findley G. R.: J. Amer. Ceram Bull.·31 [1952] 141). Konečně je znám i způsob rozkladu látky na bázi nitridu pomocí směsi kyseliny fosforečné a chloridu cínatého (Bolman D. H.: Anal. Chem.: 84 [1972] 887).

Pro analýzy některých nitridů byly postupy zvláště upraveny. Tak například při nalýze nitridu hliníku se výchozí látky rozloží kyselinou chlorovodíkovou při 180 ^CC v zatavených ampulích (Hejduk J.: Z. anal. Chem. 234 [1968], 327], Látky na bázi nitridu křemíku se taví s hydroxidy alkalických kovů (Ichinose O. a kol.: J. Cer. Soc. Japan 83 [1975] 465), atd.

Dosud známé a používané pracovní postupy mají však některé nedostatky závislé na vlastnostech zpracovávaných látek, například na měnící se chemické stálosti vlivem tepelného zpracování. Závažný vliv má i čistota výchozích materiálů, například jejich znečištění kationtovými nebo aniontovými příměsemi jako karbonitridy, oxonítridy, oxidickými nebo nitridickými plnídly apod.

V případě Dumasovy metody má negativní vliv i složitost použitého zařízení a okolnost, že uvolněný plyn je nutno pečlivě vyčistit.

U metod založených na tavení nitridů s hydroxidy alkalických kovů se projevují nesnáze při rozkladu, neboť tavenina se mnohdy rozstřikuje a znečišťuje okolní prostředí. Určité nedostatky mají také postupy, při kterých se dosahuje uvolnění amoniaku z nitridů působením minerálních kyselin, neboť jsou časově náročné a vyžadují, aby při rozkladu byla dodržována vysoká čistota reakční směsi i použitého zařízení; mimoto musí být zabráněno znečištění rozkládaného nitridu amoniakem obsaženým v plynném prostředí laboratoří. Jiné obtíže se projevují u metod, při nichž se pracuje v uzavřených skleněných ampulích, přičemž vznikají problémy s nastavením a udržením správného kompenzačního tlaku.

Ukázalo se proto jako účelné a prospěšné, aby byl vyřešen postup k rozkladu látek na bázi nitridů, a metoda k stanovení kvality a kvantity uvolněných reakčních zplodin, které nebudou mít nevýhody dosud znármých metod. Tento cíl byl dosažen vynálezem, jehož předmětem je způsob stanovení dusíku v látkách na bázi nitridů, při kterém se vzorek za tepla rozloží, načež po přidá-, ní alkalického hydroxidu se uvolněný amoniak předestiluje do určeného množství kyseliny o známém titru a nespotřebovaná kyselina se titruje zpět alkalickým hydroxidem. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se 10 až 140 mg rozmělněného vzorku vpraví do korozivzdorného autoklávu, přidají se 2 až 8 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové, popřípadě, s příměsí 0,2 až 4 ml kyseliny sírové zředěné 1 :1 a/nebo kyseliny fosforečné, chlorovodíkové, chloristé,, popřípadě 20- až 30% peroxidu vodíku, nato se autokláv uzavře, vpraví do vyhřívací komory a udržuje při teplotě 90 až 180 ^CC po dobu 5 až 48 hodin, načež po vychladnutí autoklávu se obsah vpraví do destilační baňky, přidá se 20 až 60 ml alkalického hydroxidu jako je 40% hydroxid sodný, uvolněný amoniak se během 10 až 30 minut oddestiluje a jímá se vé známém množství 0,025 až 0,05 molu/litr kyseliny sírové, načež se přebytek kyseliny sírové titruje hydroxidem sodným 0,05 až.

0,1 molu/litr.

Výhodou vynálezu je tedy pracovní postup, při kterém se k rozkladu výchozí látky obsahující neoxidující nitridy, jako je nitrid boru, nitrid křemíku, nitrid hliníku a další, použije kyseliny fluorovodíkové s příměsí minerální kyseliny, jako jsou kyselina chlorovodíková, sírová, fosforečná, popřípadě přísada peroxidu vodíku. Škodlivým účinkům reakční směsi se zabrání použitím tlakového zařízení, jako je autokláv vyložený platinou nebo teflonem, přičemž rozklad se provádí při teplotě v rozmezí 90 až 180 °C po dobu 2 až 48 hodin.

Předností postupu podle vynálezu je kvantitativní převod nitridického dusíku na amoniak, dále úplný rozklad vzorku bez ohledu na aniontové nebo kationtové příměsí, jako jsou karbid křemíku SiC, kysličník hlinitý AI2O3, kysličník křemičitý S1O2, karbidy boru atd. Další výhodou postupu podle vynálezu je okolnost, že zpracovávaný vzorek během rozkladu i po něm je od okolní atmosféry hermeticky izolován, pracovní prostředí v průběhu reakce zůstává čisté, množství těkavých chemikálií potřebných k rozkladu je malé a zajištění jejich koncentrace je stabilní. Rozklad probíhá při poměrně nízké teplotě a přechod vzorku do roztoku je poměrňě velmi rychlý.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z dále uvedených příkladů, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.

Příklad 1

Stanovení dusíku v nitridu boru mg jemně rozetřeného vzorku se vpraví do autoklávu vyloženého teflonem, přidají se 3 ml kyseliny fluorovodíkové 48% a 1 mililitr kyseliny sírové zředěné 1:1. Autokláv se uzavře, umístí do vyhřívací komory a po dobu 24 hodin se zahřívá při teplotě 150 °C. Po vychladnutí se obsah autoklávu kvantitativně převede do baňky destilačního zařízení. Do předlohy se odpipetuje 50 mililitrů 0,1 N (0,05 MJ kyseliny sírové, do destilační baňky se vpraví 30 ml 40% hydroxidu sodného a za lOminutového varu se předestiluje amoniak. Nespotřebované množství 0,1 N kyseliny sírové v předloze se stanoví titrací odměrným roztokem 0,1 M hydroxidu sodného na methyloranž jako indikátor.

P ř í k 1 a d 2

Stanovení dusíku v nitridu křemíku

110 mg přesně odváženého vzorku se umístí do autoklávu, přidají se 4 ml koncentrované kyseliny fluorovodíkové a 1 ml 30% peroxidu vodíku. Autokláv se uzavře a dále se postupuje jako v příkladě 1. Příklad 3

Stanovení dusíku v nitridu hliníku

Asi 90 mg práškového nitridu hliníku se rozpustí v době 20 hodin při teplotě 120 °C v autoklávu ve 3 ml koncentrované kyseliny _z fluorovodíkové s přísadou 0,5 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Dále se po-¹stupuje jako v příkladě 1.

Příklad 4

Stanovení dusíku v nitrasilu

Navážka asi 100 mg. nitrasilu se v autoklávu rozpustí ve 4 ml koncentrované kyseliny fluorovodíkové s příměsí 1 ml kyseliny fosforečné zředěné 1:3. Postup je ukončen po 16hodinovém zahřívání při teplotě 180 °C.

Claims

PRBDMET

Způsob stanovení dusíku v látkách na bázi nitridů, při kterém se vzorek za tepla rozloží, načež po přidání alkalického hydroxidu se uvolněný amoniak předestiluje do určeného množství kyseliny o známém titru a nespotřebovaná kyselina se titruje zpět alkalickým hydroxidem, vyznačující se tím, že 10 až 140 mg rozmělněného vzorku se vpraví do autoklávu s korozivzdorným povlakem, přidá se 2 až 8 ml koncentrované kyseliny fluorovodíkové popřípadě s příměsí 0,2 až 4 ml kyseliny sírové zředěné 1:1 a/nebo kyseliny fosforečné, chlorovovynAlbzu dikové, chloristé, popřípadě přísada 20 až 30 % peroxidu vodíku, na to se autokláv uzavře, vpraví do vyhřívací komory a udržuje při teplotě 90 až 180 °C po dobu 5 až 48 hodin, načež po vychladnutí se obsah autoklávu vpraví do destilační baňky, přidá se 20 až 60 ml alkalického hydroxidu, jako je 40% hydroxid sodný, uvolněný amoniak se oddestiluje během 10 až 30 minut a jímá se ve známém množství 0,025 až 0,05 molu/litr kyseliny sírové, načež se přebytek kyseliny sírové titruje hydroxidem sodným 0,05 až 0,1 molu/litr.