Гравиметрический способ определения состава и количества фазы а в, соравновесной с исходным компонентом ас, где с газовая фаза, образующаяся при достижении химического равновесия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИ 5/О)5 6 Е ИЗС)БРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С ницы области гомогенности или твердого раствора. Сущность изобретения: готовят смесь состава (АС)1 оо-РВР, где р - количество компонента В, способное отщеплять газовую фазу С. Перетирание, взвешивание, отжиг и определение убыли массы смеси повторяют до тех пор, пока убыль массы смеси после очередного отжигэ не станет равной нулю. Значения величины х и концентрации,и, определяемой фазы в смеси рассчитывают по формулам отделени Р(Ла/ ас.,4 где и - коли малекулярн ы вой фазы С, ис деляемой фа Ь гп - масса очередного о Х - азоопрегп и после рывном или дискретном изменении интенсивности или экстенсивного свойства анализируемой смеси (фазовый анализ по данным дериватограмм, термограмм, дифрактограмм, ИК-, КР-, ЯМР-, ЭПР- спектров и др.). Однако данные способы либо относительно трудоемки пз-за необходимости синтеза большого количества образцов и анализа их, либо не могут быть использованы по каким-либо частным причинам. Например, прототип не может быть использован в случае плохо кристалличных,ме-. ано фам ме гра- дого ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Институт химии Уральского яАН СССР(54) ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА И КОЛИЧЕСТВА ФАЗЫ А 1 оохВХ, СОРАЕ НОВ ЕСНОЙ СИСХОДНЫМ КОМПОНЕНТОМ АС, ГДЕ С -ГАЗОВАЯ ФАЗА, ОБРАЗУЮЩАЯСЯ ПРИДОСТИЖЕНИИ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ(57) Использование: фазовые методы анализа для определения состава и количествафазы, соравновесной с газообразующимкомпонентом в двухкомпонентной системе,изучение фазовых диаграмм, когда необходимо узнать состав нового соединения, граИзобретение относится к фазовым тодам анализа и может быть использов для определения состава и количества зы, соравновесной с газообразующимк понентом в двухкомпонентной систе Данная задача является актуальной изучении фазовых диаграмм, когда нес димо узнать состав нового соединения, ницы области гомогенности или твер раствора.Известны способы определения со ва и количества фазы, основанные на неп ество отжигов, а М,е массы выделяющейсходной смеси А 1 оо-хВх изы В соответственнои убыль массы смеситжига,(5 00 . п 1 ( После первого допния масса смеси стотжига масса смесЛ ег, что. составит100 Л п 32у 2Аналогично, послего перетирания исмеси аг убудет наставит: рентгеноаморфных или текстурированных образцов.Цель изобретения - упрощение. расширение области применения способа, снижение трудоемкости, повышение надежности и точности получаемых результатов..Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе определения состава фазы Аос-хВх, соравновесной с компонентом АС, где С - газовая фаза, образующаяся при отжиге, проводимом для достижения химического равновесия, готовят смесь состава (АС)юо-рВр исходных компонентов АС и В, перетирают смесь в ступке, находят массу исходной смеси во, проводят отжиг при соответствующей температуре, взвешивают и находят убыль массы смеси Л гп. После чего смесь перетирают и находят новую массу смеси т 1. Затем операцию повторяют, т,е. снова отжигают, определяют убыль массы Ьаг, перетирают, находят новую массу смеси в 2 и т.д, до тех пор. пока убыль массы смеси после очередного отжига не станет равной нулю, Значения величины х и концентрации,и определяемой фазы в образце рассчитывают по формулам где п - количество отжигов;М,Р,Х - молекулярные массы выделяющейся газовой фазы С, исходной смеси и определяемой фазы соответственно,Существенным отличием предлагаемого способа является то, что с целью снижения трудоемкости достаточно приготовить всего один равновесный образец вместо двух-трех по способу-прототипу, нет необходимости снимать дифрактограммы этих образцов и измерять интенсивности рефлексов на них. Другими существенными отличиями является то, что способ может быть использован с более высокой степенью надежности в случаях, когда определяемая фаза является текстурированной, рентгеноаморфной или не имеет в достаточной степени представительных пиков на дифрактограмме или в спектрах.ИК, КР и других.Предлагаемый способ не применим, если определяемая фаза не находится в химическом равновесии с газообразующим компонентом, если хотя бы один из компонентов системы обладает высокой летучестью, Способ может быть модифицирован,если в процессе отжига выделяется болеечем одна газовая фаза.5 . Данный способ может быть использован в двухкомпонентных системах на краевом участке фазовой диаграммы междутем компонентом который при взаимодействии отщепляет газовую фазу из 10 вестного состава и ближайшим к немухимическим образованием (соединение,твердый раствор), При этом необходимо,чтобы выбранный состав после достижения химического равновесия обязательно15 содержал некоторое количество определяемой фазы и газообразующего исходногокомпонента,Формулы (1,2) выведены следующим образом, Из уравнения протекающей при от 20 жиге реакции:(100-Р)АС+РВ - Р (АС)оа+ - - АЮО-хВх+ видно, что если количество исходной смесиравно одному молю, то газовой фазы выде р 100 - х лится М, а если масса взятойхсмеси що, то газовой фазы выделится После первого отжига первоначальнаямасса смеси убыла на величину Ь гп, чтосоставит лнительного перетира ала щ 1, а после второго и в 1 убыла на величин второго дополнительно- третьего отжига масса величину Ь вз. что со(10) Подставляя п 1 из(10) в (5), получаем формулу (1), Приняв массу одного моля лотожженной равновесной смеси за 100%, а количество определяемой фазы за ус мас.% в соответствии с уравнением реакции (3), составим пропорцию л-х-р,х откуда для р получаемалх Молекулярная масса отожженной равновесной смеси к, как следует из (3), равна:(12) Подставляя величину иэ (12) в (11), получаем формулу (2).Точность предлагаемого метода определяется точностью взвешивания. Поэтому степень точности метода увеличивается с увеличением массы анализируемого образца.П р и м е р. Берут 10,4259 г СэгСОз и 1,4551 г Ч 205, смешивают и перетирают в стУпке. БеРУт п 1)=11,7012 г пеРетеРтой смеси, помещают в тигель известного веса и отжигают в течение часа при 500 С, Затем тигель со смесью охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают, Находят убыль массы равной Л п 11=0,7125 г, Смесь дополнительно перетирают в ступке. Берут гп 1=10,6542 г дополнительно перетертой смеси, помещают в тигель и отжигают в течении двух часов при 600 С. После. чего тигель со смесью охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Находят убыль массы смеси 100 Лп 1 з ((8)гптуи т. д.Общая же убыль массы смеси в массовыхпроцентах равна; равной Л п 12=.0,2884 г, Смесь вновь перетирают. Берут 10,0189 г вновь перетертой смеси и отжигают в течение двух часов при 600 С, Очередную убыль массы находят 5 равной Лп 1 з=0,0033 г, Полагая даннуюубыль массы близкой к нулевой, считают, что смесь достигла химического равновесия. Для того, чтобы узнать присутствует ли в отожженном образце некоторое количест во не вступившего в реакцию карбонатацезия снимают дифрактограмму полученного образца и убеждаются в присутствии на ней линии СэгСОз. После чего находят величины х и,и по формулам 15 (1) и (2). При этом имеют в виду, что вданном случае р=20, п=3, Р=80325,81+ + 20181,882=29702,44, где 325,81 и 181,882 - молекулярные массы СэгСОз и Ч 205, соответственно, Значение х получают 20 равным 25,125, а,и =75,46 мас.%. Т.о, состав фазы находящейся в. равновесии с карбонатом цезия может быть записан как (СэгО)74,в 75(Ч 205)25,125, что с точностью до - 0,1 мол,% соответствует ортована дату цезия СзгЧО 4.Большое значение имеет то, что предлагаемый способ позволяет определить состав фазы в смеси без выделения ее в чистом виде, Основным преимуществом 30 способа по сравнению с прототипом является то, что новый способ может быть применен в тех случаях, когда его дифрактограммы или соответствующие спектры образцов не имеют представительных, не 35 накладывающихся друг на друга пиков, Другое существенное преимущество состоит в том, что для определения состава и количества фазы достаточно синтезировать всего один равновесный образец, в то время как 40 по способу прототипу необходим синтез неменее 2-3 равновесных образцов с последующей съемкой их дифрактограмм и измерением интенсивностей рефлексов, Существенно и то, что точность получаемых 45 результатов по желанию экспериментаторав предлагаемом способе может быть повышена не только за счет количества повторных экспериментов. но и за счет увеличения общей массы анализируемого образца, дли тельности отжига и количества перетиранийсмеси. В целом это значительно повышаетнадежность получаемых результатов.. Формула изобретенияГравиметрический способ определения 55 состава и количества фазы А 100-ХВ)(, соравновесной с исходным компонентом АС, где С - газовая фаза, образующаяся при достижении химического равновесия, включающий приготовление смеси, многократное, исходной смеси А 1 оо-хВх ифазы В соответственно;Ьпц - масса и убыль масчередного отжига еп М фазы ляемоазовой предемес пос Составитель Б. ГоловкинТехред М,Моргентал Корректор Э. Лончэкова Редактор упряко аз 4187 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина перетирание и отжиг в течение времени, достаточного для установления равновесия в системе, с взвешиванием смеси после каждого перетирания и отжига и установление состава и концентрации определяемой фазы, отличающийся тем,что,сцелью упрощения, расширения области применения, снижения трудоемкости, повышения надежности и точности получаемых результатов, готовят смесь состава (АС)1 оо-ГАВР, где р - количество компонента В, способное отщеплять газовую фазу С, перетирание, взвешивание, отжиг и определение убыли массы повторяют до тех пор, пока не будет убыли массы, величину х и концентрацию р определяемой фазы рассчитывают по формулам