SU1002939A1 - Способ определени поверхностно-адсорбированного неорганическими материалами кислорода - Google Patents

Description

1.

Изобретение относитс  к аналитической химии и может примен тьс  во многих област х науки и техники, например, ме таллургии , производстве материалов дл   дерной энергетики и электрон1жи, в физико-химических исследовани х, в аналитической практике, при проведении калибровок приборов по эталонным обраэцам дл  определени  поверхностно-адсорбированного неорганическими материалами кислорода.

Известен способ-определени  поверхностно-адсорбированного кислорода, на-. зываемый методом, многих образпов, основанный на определен1га общего содержани  кислорода в образцах одного и того же состава с различным отношением поверхности к объему, например,-методом вакуум-плавлени  1 .

Недостатками этого способа  вл ютс  невозможность его применени  к образцам с неизвестным отношением поверхности к объему, необходимость проведени  нескольких определений (минимум двух). Способу присущи также недостать ки, св занные с использованием метода вакуум-плавлени  дл , определени  общего содержани  .кислорода в образцах (необходимость создани  глубокого вакуума, использование дорогосто щих газовых ана кзаторов, большие ошибки, св занные с потер ми на возгонах при определении кислорода в легкоплавких металлах и др.)

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ определени  поверхностно-адсорбированного неорганическими материалами кислорода, включающий десорбцию кислорода путем нагревани  анализируемого образца в предварительно дегазированном конвективно-перемешиваемом расплаве, не взавмодействующем с образцом, и определение количества кислорода С 2 .

Недостатками способа  вл ютс ;

а) сложность аппаратурной реализации способа, св занна  с использованием глубокого вакуума и специальной сио гемы насосов и затворов, с применением дорогосто щего с масо-спектрометрического газового ана изатора; б) примене1гае масс-спектрометра де. г.аег способ отнтхл5тельным, дл  получени  надежных результатов необходимо проведение калибровки по эталонным газовь1м смес м или стандартным образцам &) больша  длительность определеда  при анализе образцов, имеющих очень низкое содержание кислорода ( .%),а также и то,что 1юкопление д сорбированного с поверхности образна кисл рода провод т в специальной камере в те чение нескольких часов. Способ не позвол ет определ ть кислород , сорбированный на поверхности металлов в виде избыточных фаз- хемосор- jO бированных слоев, например, окислов. Целью изобретени   вл етс  повыще ние точности анализа. Поставленна  цель достш аетс  тем. что согласно способу определени  поверх- 35 ностно-адсорбированного неорганическими материалами кислорода, включающему десорбашо кисхшрода путем нагревани  в предварительно дегазированном конвективно-перемешиваемом расплаве, не взаимодействующем с образцом, и определе№е количества кислорода, в качестве ра плава используют расплавы щелочно- галоидных солей, а определение кислорода провод т по количеству электричест™ Ёа, затраченного на его восстановление до ионной формы. На чертеже приведено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа. Устройство содеркит реакционную камеру 1 с нагревательным элементом 2, через которую продуваетс  особо чистый инертный газ, с размещенным в ней тиглем 3 с конвективно-перемешиваемым расплавом 4, твердоэлектролитную  чейку 5 с внутренним платиновым электродом 6, погруженную в расплав, дополнительный электрод .7, регистрирующее устройство 8, блок 9 сброса образцов. При проведении определени  поверхностно адсорбированного образшми кислорода используют расплавы, не раствор ющие образцы и электрод 7. Пример 1.В предварительно дегазтфованный конвентивно-перемещиваемый металлический расплав, дапример хлористого кали , наход щийс  в тигле 3, помещают образцы, i-шпример молибденовые или вольфрамовые тоти другие, не раствор ющиес  в хлористом калии, им©- j ющие массу от 0,ОО5 до 10 г. Десорбированный в расплав с поверхности о&разиов кислород восстанавливаетс  до ионной формы и выводитс  Из расплава путем пропускани  через твердоэлектролитную  чейку электрического тока, при этом на  чейку подаетс  посто нное напр жение , равное 1,6 В/+ подаетс  на внутренний платиновый электрод 6,подаетс  иа дополнительный молибдено- вый электрод 7). О количестве выведенного кислорода суд т по изменению реП1стрируемого устройством 8 ионного тока. Достижение током своего первоначального значени , равного установленному перед моментом помещени  в расплав образца, свидетельствует об окончании процесса выведени  кислорода из расплава. Определ ют количество затраченного на это электричества и вычисл ют содержание кислорода по известной формуле. Пример 2.В качестве расплава используют, например, расплавы щелоч ногалоидвых содей КС + NaCC при 800°С, обеспечивают его конвективное перемеш 1ванке, провод т его дегазацию путем выведени  кислорода через  чейку 5. Добиваютс  установлени  через  чейку неизменного .во времени фонового тока , регистрируемого устройством 8. Помещают в расплав образец, например, из меди и определ ют количество электричества , затраченного на-восстановление до ионной фору1ы десорбированного в расплав с поверхности образца кислорода, вычисл ют по известной формуле его содержание . Пример 3. В тигель 3 помещаsQT щелочно-галоидную (например NaCC ) ctMib, герметично закрывают установку и продувают через нее особо чистый инертный газ РО . Расплавл ют соль в тигле 3 и провод т дегазацию расплава, дл  чего в расплав опускают твердоэлектролитную  чейку из двуокиси циркони , легированной двуокисью кальци  15%, прикладывают к электродам  чейки внещщою ЭДС и пропускают электрический ток. Растворенный в расплаве кислород восстанавливаетс  до ионов и выводитс  из расплава через  чейку. Внесение в расплав дополнительного количества кислорода, при помещении в расплав анализируемых образцов, за счет десорбции кислорода с поверхности образцов регистрируют

по измененшо величины ионного тока через  чейку, а искомое содержание опр&дел ют по количеству электричества, затраненного на восстановление кислорода до ионов. В опытах на  чейку подавали посто нное напр жение 1,6 В. Результаты проведенных анализов представлены в , сравнение ведетс  с базовым объектом.

Преимущества предлагаемого способа в сравнении с известными способами определени  повер ност но-адс орбирова нного кислорода заключаютс  в том, что

а)способ не требует гтрименени  дорогосто щих газовых анализаторов, созда ни  вакуума и осуществл етс  использованием простого оборудовани ;

б)способ  вл етс  абсолютным, регистраци  сигнала не требует идентификации и проведени  калибровки, что достигаетс  использованием в качестве элемента регистрации и вывода кислорода твердоэлектролитной  чейки с унипол рно кислородной поверхностью;

в)способ  вл етс  экспрессным, врем  анализа составл ет 1-3 мин (така  высока  экспрессность достигаетс  осуществлением конвективного перемешивани  расплава и наличием высокой кислородной пpoвoди i асти используемых тве{. доэлектролитных  чеек);

г)способ обладает высокой чувств тельностью на уровне (.%), которую достигают проведением предварительной дегазации расплава с помощью твердоэлектролитной  чейки в атмосфере особо чистого инертного газа, при этом равновесна  с газовой фазой концентраци  кислорода в расплаве составл ет .%, а также позвол ет повысить точность определени  поверхностно-адсорбированного кислорода за счет возможности извлечени  кислорода в щелочногалоидном расплаве их хемосорбнрованных поверхностных слоев

Claims (2)

1. BaccepviaH.A.M., Кунин Л.Л., : Суровой Ю. Н. Определение газов в металлах . Наука, 1976,с. 312.

2.GiUc.depu K.V/. Tvo me-ttiods o

:sepoirD tion of surbace ancl buBle vases in vacuum sis o metals .-AndB.Ctiem, 42/197O/, p.p. 469-473 (прототип).