CS259455B1

CS259455B1 - Způsob fotometrického stanoveni nedostatku kyslíku

Info

Publication number: CS259455B1
Application number: CS862648A
Authority: CS
Inventors: Josef Novak
Original assignee: Josef Novak
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS264886A1

Abstract

Způsob fotometrického stanovení nedostatku kyslíku v materiálech pro výrobu monokrystalů na bázi oxidu vizmutitého, za použiti 2,2'dipyridilu nebo 1,10-fenantrolinu ve vodném prostředí, při kterém se na zkoumanou látku působí v inertní plynné atmosféře, za teploty v rozmezí 85 °C až 95 °C a v prostředí koncentrované kyseliny chlorovodíkové železitou solí jako je chlorid, načež obsah železnatých iontů vytvořených interakcí železitých iontů na zkoumanou látku se vyhodnotí fotometricky.

Description

Vynález se týká způsobu stanovení kyslíkové nestechlometrie, to jest stanovení množství kyslíku v oxidické látce jako je oxidu vizmutitý a materiály od něho odvozené, například germaničitany.

Je známo, že zahřátím dochází k odštěpení atomárního kyslíku z pevné fáze oxidu vizmutitého. Stejný jev lze zjistit u sloučenin obsahujících vizmutité ionty v pozitivní valenci, například u germaničitanů vizmutitých při zahřívání na vyšší teplotu. K tomu dochází při přípravě polykrystalické nebo monokrystalické fáze například u fáze Bi^(GeO₄>₂ při teplotě t.t. 1 044 °C, dále u Bi₂Ge,- při teplotě 1 000 °C nebo u fáze Bi^₂ ^Ge20 A.: ^Anal.

Chem. 30, 1161 (1958), Aurivillius a spol.: Acta chem. Soand. 18, /1964/ 155), Bernstein J. L.: Crystal Growth /1967/ 145). Uvedené materiály jsou ceněny pro své piezoelektrické, elektrooptické a elastooptioké vlastnosti, a používají se při výrobě pamětí k záznamu informací při velmi vysokých a mikrovlnných frekvencích (Spencer E. G. a kol.: Appl. Phys. Lett. 9/8/290 /1960/), anebo elektrooptických polovodičů (Douglas G. G. a kol.: J. Appl. Phys.

39/4 /1968/ 2133) . Fyzikální vlastnosti jsou dány chemickým složením, tepelným zpracováním, množstvím přítomných nečistot nebo obsahem· dopujících prvků jako například vzácnými zeminami, které pak slouží jako materiály laserové, termoluminiscenční nebo fluorescenční, například ve směsi s germaničitanem lithným nebo olovnatým kterým v současné světové technice je věnována mimořádná pozornost (Einger F. W. a kol: Electr. Lett 7, 13 /1971/; Dudger C. O. Chem. Abstr.

/1972/) .

Při zpracování uvedených materiálů se však ukázalo, že jejich optické a elektrické vlastnosti se různí podle délky a druhu zahřívání, přičemž zvláště výrazné je to při přípravě krystalů dlouhodobým procesem. Krystal z počátku čirý v závislosti na délce zahřívání hnědne až fialoví vlivem odštěpování atomárního kyslíku, přičemž zabarvení krystalu je optickým ukazatelem nedostatku kyslíku v krystalu. Po vyhodnoceni deficitu kyslíku v krystalických oxidických materiálech byl navržen optický postup na základě proměření spektra tenkých výbrusů a integraci plochy zjištěných pásů, pokud tyto pásy příslušejí elektronovým poruchám. (Smakula A.: ·. Physik 59, 603 /1930/). Optické postupy dle A. Smakuly mají však nevýhody: nejsou vhodné pro práškové materiály, dále u monokrystaliokých materiálů není snadné z optických měření které pásy příslušejí elektronovým poruchám, a stanovení materiálové a optické konstanty pro jednotlivé pásy je složité. Příprava vzorků z hůlkových monokrystalů je velmi náročná, navíc krystaly musí být dokonale transparentní protože zkalení působí rozptyl v UV a ve viditelném spektru. Naproti tomu optický postup má vyšší citlivost měření a možnost stanove15 3 ní až 10 poruch na cm .

Ukázalo se proto jako vhodné a účelné, aby byl vyřešen pracovní psotup který nebude mít nevýhody dosud známých metod. Uvedený cíl je dosažen tímto vynálezem, jehož předmětem je způsob fotometrického stanovení nedostatku kyslíku v materiálech pro výrobu monokrystalů na bázi oxidu vizmutitého za poutiží 2,2'-dipyridilu nebo 1,10-fenantrolinu jako komplexotvorných látek ve vodném prostředí. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se na zkoumanou látku působí v inertním plynné atmosféře, za teploty v rozmez! 85 až 95 °C a v prostředí koncentrované kyseliny chlorovodíkové železitou solí jako je chlorid, načež obsah železnatých iontů vytvořených interakcí železitých iontů na zkoumanou látku se vyhodnotí fotometricky.·.

Výhodou tohoto řešení, kterým je možno stanovit počet elektronových poruch ód 10⁴^ výše, je možnost použití pro práškové nebo krystalinické materiály rozpustné ye vodě a v kyselině chlorovodíkové. Další výhodou je časová nenáročnost, nebot doba stanoveni trvá nejvýše jednu hodinu. V.porovnání s optickým postupem provedeným s pevným vzorkem v UV i IČ oblasti tato metoda poskytuje integrální hodnotu počtu elektronových poruch. Optický způsob práce naproti tomu energeticky rozlišuje jednotlivé druhy elektronových poruch.

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

Přikladl

Stanovení nedostatku kyslíku v oxdidu vizmutitém.

Do suché odměrné baňky na 50 ml se odváží 150 mg zkoumaného materiálu. Z baňky se vzduch vytěsní dusíkem přidá se 1 ml roztoku FeCl^ (1 ml = 0,5 mg Fe³⁺) a 5 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Obsah baňky za nepřerušeného přívodu dusíku nad hladinu roztoku se zahřeje do rozpuštění vzorku. Pak se baňka ochladí, zazátkuje a vloží do obalu nepropustného pro světlo. K roztoky se přidá 5 ml 0,1% vodného roztoku 2,2'-dipyridilu, 15 ml tlumivého roztoku (obsahujícího 10 % vínanu sodného a 20 % octanu sodného) a 4 ml amoniaku zřed. 1+1. pH roztoku má být v rozmezí 3,5 až 5,5; baňka se doplní vodou po značku. Roztok se proměřuje v kyvetách o délce 5 cm při vlnové délce 510 nm. Cejchovní křivka se sestrojí na bázi 0 až 150 jug železnaté soli jako je síran,které se rozdělí do 4 odměrných baněk po 50 ml, přidá se 5 ml kyseliny chlorovodíkové konc. 5 ml 0,1% vodného roztoku 2,2'-dipyridilu načež se postupuje stejně jako je uvedeno výše. Nedostatek kyslíku se vypočte z nalezeného množství

2+

Fe v analyzovaném vzorku přepočtem na hmot. % kyslíku nebo kovového vizmutu.

Příklad 2

Stanovení nedostatku kyslíku v trigermaničitanutetravizmutitém

Do suché odměrné baňky na 50 ml se vpraví 150 mg jemně rozetřeného vzorku, na to se z baňky vytěsní vzduch proudem dusíku, přidá se 1 ml FeCl^ (1 ml se rovná 5 mg) a 4 ml konc. kyseliny chlorovodíkové. Obsah se zahřeje k varu, po rozpuštění vzorku se baňky ochladí, vloží do obalu nepropustného pro Světlo a uzavře. Do baňky se na to přidá 1 ml 0,25% vodného roztoku 1,10-fenantrolinu, 15 ml tlumivého roztoku obsahujícího 10 % vínanu sodného a 20 % octanu sodného a dále se postupuje stejně jako je uvedeno v příkladě 1.

Claims

Způsob fotometrického stanovení nedostatku kyslíku v materiálech pro výrobu monokrystalů na bázi oxidu vizmutitého, za použití 2,2¹-dipyridilu nebo 1,10-fenantrolinu jako komplexotvorných látek ve vodném prostředí, vyznačený tím, že se na zkoumanou látku působí v inertní atmosféře, za teploty v rozmezí 85 až 95 °C a v prostředí koncentrované kyseliny chlorovodíkové železitou solí jako je chlorid, načež se obsah vytvořených železnatých iontů .vyhodnotí po přídavku 2,2¹-dipyridilu nebo 1,10-fenantrolinu ve formě komplexu fotometricky.