SU941881A1 - Способ выделени элементов из неорганических материалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к неорганической и аналитической химии и может быть использовано в количественном химическом анализе при одновременном выделении-элементов из неорганических веществ дл  их последующего масс-спектрального или хроматографического детектировани , при проведении физико-химических исследований , дл  решени  р да вопросов изотопной геологии.

Известен способ выделени  кислорода из неорганических веществ, основанный на разложении кислородсодержащих веществ комплексными соединени ми типа MeBrPj, и ., где ,Rb,Cs при 300-г400 С и продолжительности опыта от 1 до 24 U.

Недостатком этого способа  вл етс  необходимость специального оборудовани  - сухих камер, что обусловлено высокой гидроскопичностью и склонностью к гидролизу этих веществ . Последнее может быть источником ошибок эксперимента за счет разложени  адсорбирующейс  в процессе выделени  влаги.

.Наиболее близким к-изобретению  вл етс  способ выделени  кислорода,

из неорганических веществ в форме О(, заключаницийс  в том, что неорганическое , кислородсодержащее соединение подвергают обработке при 1505 фторирукйцим агентом, состо щим из смеси фторидов галогенов и галогенидов щелочных металлов в соотношении 1:2,5-5. Процесс выделени  идет из расплава в течение

10 10-15 мин t23.

Способ позвол ет с успехом выделить йислород из неорганических веществ, в то врем  как дл  выделени  других элементов, таких, напри15 мер, как бор и кремний, малопригоден. Эхо объ сн етс  образованием в результате реакций фторировани  BFg, который да«т комплексные Соединени  с фторидами брома. Последние либо

20 наход тс  в твердом состо нии, либо неотделимы простыми приемами от других продуктов реакций фторировани  и тем самым усложн ют их использование дл  количественного и изотопного

25 анализа.

Цель изобретени  - обеспечение одновременного выделени  нескольких элементов из одной навески вещества.

Поставленна  цель достигаетс  тем

Claims (2)

1. 30 что согласно способу выделени  элементов из неорганических веществ пу тем обработки исследуемого образца при нагревании фторирующим агентом в качес ве фторирующего агента используют гексафторникелиаты щелочных металлов MeqiNiFf,, гд МеЗ K,Rb Cs. Гексафторникелиаты щелочных мета лов  вл ютс  твердыми веществами, которые при нагревании до 225-500С легко отщепл ют высокоактивный атом рный фтор, причем в зависимости от вз того количества исходного реаген та и объема реакционного сосуда фто может Находитьс  под любым желаемым давлением вплоть до 25 атм.(2,5х ), Это дает возможность широко варьировать услови  реакции, сни жа  или увеличива  давление в зависимости от прочности разлагаемого (исследуемого) объекта, В услови х процесса при нагреваний происходит отщепление атомарного фтора, который практически мгновенно вступает в реакцию. Причем выдел ющийс  фтор имеет чистоту не менее 99,7%, которую ззесьма труд Получать с помощью обычно используемых приемов очистки балонного или электролизного фтора. Таким образом , использу -предлагаемый способ , можно вьвделить из одной навески в форме газообразных веществ. Способ осуп ествл етс ; следующим образом. Прим е p.li Навеску 28,6 мг Дамбурита CaBSiO4, смешанную с 600 мг . (10% избыток против стехиометрии), помещают в никелевом тигле в герметично закрывающийс  реактор из никел  или монельметалла емкостью 10 см Реактор гер метизируют и производ т его вакууми рование до 10 мм рт. ст. (133 Па), Реактор через вентиль с . коваровым переходом подсоединен к стекл нной части установки, снабженной устройством дл  перекачки образующихс  при фторировании газов измерени  их объемов и отбора проб дл  масс-спект сшьного анализа. После вакуумировани  реактора и соединенных с ним частей установки производ т нагрев реакционной смеси до , При этом реактор отсечен вентилем от остальной части установки . Продолжительность нагрева (при установившемс  тепловом равновесии ) составл ет 10-20 мин. Затем реакто|} охлаждают до температуры жидкого азота и производ т перекачку кислорода в измерительную часть усТановки дл  определени  его количества , и, если необходимо, дл  отбора проб дл  изотопного масс-спект рального анализа. Избыток фтора садитс  при охлаждении на Kr,HlFr, св  зыва сь в ксжплекс. Производ т анаЛИЗ выделившихс - летучих трифторида бора и тетрафторида кремни . Близость температур замерзани  ртих веществ не позвол ет достаточно полно разделить их друг с другом MeTojqoM низкотемпературной дистилл ции, поэтому после отбора пробы кислорода из реактора температуру его от повышают до -7В°С и смесь газ.ов переконденсируют в специальный никелевый сборник, который присоедин ют к газовому хроматографу и производ т анализ на содержание компонентов . В случае необходимости образцы газов (смеси) отбирают в специ-льные ампулы и производ т масс-спектральный анализ на содержание изоТопов бора и кремни . В конкретном примере получено борд в форме BF. (4,48 см) и кремни  в форме SIF 4,48 см. Таким образом достигаетс  100% выделение элементов из исследуемого образца, П р и м ё р 2, Навеску GeO. 50,2 мг помещают в тигель и все операции ведут аналогично примеру 1. Нагрев реактора осуществл ют до в течение 30 мин. Именно при зтой температуре происходит выделение элементарного фтора из , После отделени  количества кислорода (11,2 см) в форме О« измер ют количество тетрафторида германи  (5,6 см), других газообразных :; продуктов реакции нет. По соотношению количества Oi2 и GeF суд т о чистоте окиси германи . Примерз, Анализ кислорода в окиси иттри . Навеску 7,5 мг Y, смешивают с 550 мг K,jNiFt (10% избыток против стехиометрии) и смесь в никелевом .тигле помещают в герметично закравающийс  реактор из никел  или мопел  емкостью 10 см , и соедин ю последний с вакуумной установкой. Реактор откачивают до и нагревают до в течение 20 мин. После завершени  реакции кислород находитс  в форме газа над твердой массой, и итТрий в форме YFa - в смеси реагентов. Дл  отделени  кислорода реактор охлаждают жидким азотом, а кислород перекачивают в измерительную часть установки , определ ют его обЪем (11,2 см или 16 мг), т,е, количественно анализируют и отбирают дл  дальнейшего исследовани , например изотопного анализа, если это необходимо. Примен емые при этом приемы аналогичны указанньм в примере 1, Иттрий при этом находитс  в смеси с другими продуктами реакции и не определ етс . Приме.р4. Определение иттри  вформе YFj и кислорода. В никелевый предварительно пассивированный тигель помещают навеску 7,5 мг YrjOj и , в количестве 60р«мг (20% избыток против стехи ометрии) , на специальной воронкедержателе размещают над тиглем, ;реагенты помещают в реактор, герметизируют и откачивают, как описано в примере 1, и нагревают до в течение 30 мин. Выделившийс  при разложении газообразный фтор фторирует окись иттри  согласно приведенной схеме. При этом кислород выдел етс  в форме О|, а иттрий - в форме УРл в чистом виде находитс  в никелевом тигле. После отделени  кислорода реактор довод т до комЗнатной температуры, разгерметизируют и взвешивают тигель с YF, определ   количество образовавшегос  YFft . Путем соответствук цих расчетов определ ют соотношение между иттри и кислородом. Аналогичным образом определ ют другие элементы, например бор и кислород в B(jOj. Пример 5. Навеску SiOijj в 60,8 мг, содержащую примесь ВпО (примерно 1%) помещают в тигель и провод т все операции, предусмотрен ные в примере 1. После определени  количества кислорода (23,3 см в форме Oi измер ют количество смеси SiF4 и BF, (23,0 см), количественное соотношение этих продуктов реак ций определ ют хроматографически или с помощью масс-спектрального газового анализа по соотношению ион пиков,соответствующих (SiFj и 49 (BFq) . В результате анализа по лученное количество ВоО, в SiOrj составл ет 1.3%. Предлагаемый способ, основанный на использовании в качестве фторирующего агента гексафторникелнатбв щелочных металлов,  вл етс  более выгодным и целесообразным за счет расширени  аналитических возможностей способа, расширени  круга анализируемых объектов, увеличени  числа элементов, которое с пс лс цью одного фторирующего агента из одной навески могут быть переведены в форму, удобную дл  их количественного анализа. При этом достигаетс  100%-ное выделение элементов, гарантирующее правильность определени  изотопного состава исследуемого элемента. Способ позвол ет проводить процесс фторировани  под любым (до 25 атм)желаемьш давлением фтора при простоте аЛпаратурного оформлени  и безопасности проведени  процесса Формула изобретени  Способ выделени  элементов из неорганических материалов путем обработки исследуемого образца фторирующим агентом, преимущественно дл  последующего аналитического опЕ еделени  их количеств, о т л и чающийс  тем, что, с целью обеспечени  одновременного выделени  нескольких элементов из одис пробы, в качестве фторирующего агента используют гексафторникелиаты щелочных металлов фppмyJaI MenNiF/ , где Me К, Rb, Cs. , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР. 238863, кл. G 01 N 33/00, .
2. 2.Авторское свидетельство СССР 787360, кл. С 01 В 13/00, 1979.