Способ количественного определения бора в пиролитическом нитриде бора

(ГОСПАТЕН САНИЕ ИЗОБРЕСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ВЕННОГО ОПРЕ- ОЛИТИЧЕСКОМ чного я: образующаяся бора борная кисвается цветореа - в устойчивый мум поглощения табл,кая ора и его томиздат Михайловлем ентоЖурйал 11, вып 5,калий в количестве 0.05 - 0,1 г, Сплавление проводят в печи. После охлаждения плав растворяют в стакане в 10 мл воды, туда жедобавляют 2 капли индикатора - метиловогокрасного и 20 мл раствора соляной кислоты, : Затем раствор количественно переносят в мернуюколбу и доводят до метки дистиллированной водой. Из мерной колбы отбирает 2 пробы по 50 мл в конические колбы, Отобранный раствор нитрида бора кипятят в течение 10 мин для удаления углекислого газа, охлаждают и нейтрализуют насыщенным раствором гидроокиси бария, Количество бора в нитриде бора определяют методом титрования образовавшейся бор ной кислоты гидроокисью бария оп ределенной концентрации, Для установления титра раствора гидроокиси бария выполняют пятьпараллельных определений. Конец тйтровэния определяет при помощи добавленного . реагента Д-маннита.В таких же условиях проводят титрование контрольной пробы.(71) Экспериментальный заводприборостроения АН СССР(56) Васильева М.Г. и др, Анализ бнеорганических соединений, М,: А1965, с,45.Шанина Т.М., Гельман Н,Э;,ская В,С, Количественный анализорганических соединений., -аналитической химии, 1967, т, ХХс 782 Изобретение относится к аналитической и неорганической химии, в частностиспосбб применим для определения процентного содержания бора в неорганическихсоединениях, например. в нитриде бора.Известен способ определения бора вборорганических соединениях с помощьюреагента азометина Н. Однако органические соединения бора легко переводятся вводорастворимое состояние в отличие отборсодержащих неорганических соедине-ний, каким является нитрид бора,Наиболее близкимк изобретению является Д-маннитный способ определения бора, по которому навеску нитрйда бора(100-200 мг) выдерживают в платиновомтигле при 800 С со смесью карбонатов щелочных металлов в течение 2 ч. В тигельнасыпают смесь карбонатов натрия и калия, затем помещают навеску нитрида бора и засыпают ее снова такой же смесью,чтобы общее количество смеси составляло(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТ ДЕЛЕНИЯ БОРА В ПИ НИТРИДЕ БОРА (57) Сущность изобретени после разложения нитрид лота количественно связь гентом - азометином Н комплекс, имеющий макс при длине волны 415 нм.10 20 но готовят для анализа стандартный раствор: в мерную колбу отбирают пробу 25 раствора борной кислоты с известным со 30 о/ В -иссл. ст. Ч ., (1)0 ст. иссл, П 1Оиссв., Ост. - ОПтИЧЕСКаЯ ПЛОтНОСтЬ ИССЛЕДУемого и стандартного растворов соответст 40 венно;Чиссл., Чст, - аЛИКВОтйЫЕ ОбЪЕМЫ ИССЛЕдуемого и стандартного растворов соответственно,мл;Ч - разведение исходного раствора нит 45 рида бора;п 1 - навеска образца нитрида бора, мг,Стандартный и исследуемый растворыготовят такий образом, чтобы концейтрация бора в фотометрируемом растворе не50 превышала 1 мкгВ/мл, так кэк областьконцентрации бора, где наблюдается линейная зависимость оптической плотностираствора от концентрации, составляет 0,11;О мкг В/мл,55 0 Количество бора ф В) в нитриде бора вычисляют по формуле % В - КЧт- Ч 20,001082 4 100п 1 где Ч 1,Ч 2 - объем 0,05 моль/л раствора гид роокиси бария, пошедшего на титрование исследуемой и контрольной пробы соответственно, мл;К- поправочный коэффициент к титру раствора гидроокиси бария; гп - масса навески нитрида бора; 4 - коэффициент пересчета при отборе проб (50 мл от 200 мл);0,001082 - количество бора, соответствующее 1, мл 0,05 моль/л раствора гидро окиси бария, г,За результат анализа принимают среднее арифметичеСкое двух параллельных определений. Абсолютное значение суммарной йогрешности результата анализа составляет О,б %.К недостаткам этого способа относятся:необходимость брать для анализа больше , навески йитрйдэ бора 1 ОО - 200 мг); использовайие для сплавления трех. реагентов, При этомвремя разложения нйтрида бора составляет 2 ч; в ходеанализа приходится готовить растворы .строго определенной концентрации с дальнейшей проверкой их титра;в процессе анализа исследуемый раствор нитрида бора подвергают кипячению. Способ отличается трудоемкостью, большим количеством последовательно вы полняемых операций; сам,процесс титрования визуальный3Целью изобретения является повышение точности определения количества бора в нитриде бора и упрощение процесса анализа. Указанйая цель достигается-тем, что после сплавления навески нитрида бора с реагентом; охлаждения, количественного, переноса йлава, отбора пробы для анализа, образующуюся после разложения нитрида бора барную кислотуколичественно связывают в устойчивый окрашенный комплекс желтогоцвета цветореагентом "азометином Н",. измеряют ойтическую плотность придлине волны 415 нм и определяют содержание бора расчетным путем, Цветореагент "азометин Н" представляет собрй продукт конденсации салицилового альдегида и аш-кислоты, Его химическое название: 4-2-гйдроксибензилиденэмйно)-5- гидроксинафтэлин,6-лисульфокислота.Ь 0 . Спектр поглощения раствора комплекса "азометина Н" с борной кислотой имеет четко выраженный максимум при длине волны 415 нм, Способ осуществляют следующим образом.Навеску нитрида бора (3 - 8 мг) сплавляют в герметически закрытом никелевом реакторе с едким кали (8-10 гранул) при температуре 850 С в течение 30 мин, Плав затем количественно переносят в мерную колбу, Для анализаиз мерной колбы отбирают 2 пробы исследуемого раствора нитрида бора. В процессе проведения анализа используют следующие растворы: буферный раствор (рН 5,0-5,3); раствор цветореагента "азометина Н"; стандартный раствор борной кислоты с содержанием бора 100 мкгВ/мл, К отобранной пробе исследуемого раствора нитрида бора добавляютраствор азометина Н, буферный раствбр и доводят до метки дистиллированной водой. Аналогичдержанием бора, добавляют буферный раствор и раствор азометина Н. Приготовленные для анализа растворы помещают на 2 ч в темное место, после чего растворы спектрофотометрируют при длине волны 415 нм,.Оптическу 1 о плотность исследуемого и стандартного растворов измеряют относительно "холостого" опь 1 та.Процентное содержание бора в нитриде борз вычисляют по формуле Добавление специального буферного раствора обусловлено тем, что образование комплекса борной кислоты с азометином Н и развитие устойчивой окраски комплекса происходит в строго определенных услови1783393 50 Таблица 1 ях, а именно если рН раствора составляет5,0 - 5,3.Реакция образования комплекса боратиона с реагентом азометином Н обратима,поэтому необходимо к анализируемомураствору нитрида бора прибавлять точноизмеренное количество цветореагента азо. метина Н строго определенной концентрации, В частности, для анализа нитрида бораподобранная область концентраций азометина Н составляет 0,02-0,06 г/мл. Крометого, интенсивность окраски комплекса зависит от рН анализируемого раствора нйтрида бора и является устойчивой, еслй рНраствора составляет 5,0 - 5,3; такое значение рН подцерживают буферным растворомспециально подобранного состава. Результаты анализа приведены в табл,1,2.Для анализа использованы образцы пиролитического нитрида бора, полученногометодом химйческого осаждения из газовойфазы на графитовую подложку.П р и м е р 1, Навеску нитрида бора3,810 мг сплавляют с едким кали (0,5 г) втечение 30 мин при 850 С в герметическизакрытом никелевом реакторе. Плав охлаж.дают и количественно переносят вкониче-скую колбу промыванием реактора водой,Из колбы отбирают 10 мл и переносят вмерную колбу на 100 мл, туда же добавля.ют 10 мл раствора азометина Н и 10 млбуферного раствора; доводят до метки дистиллированной водой, Таким образом приготавливают два исследуемых раствора.Приготовление стандартного раствора;В мерную колбу на 100 мл отбирают 10 млраствора борной кислоты с известным содержанием количества бора (10 мкг Вмл),добавляют 10 мл раствора азометина Н ибуферный раствор: доводят до метки дистиллированной водой,Приготовление "холостого" раствора, Вмерную колбуна 100 мл отбирают 10 млраствора эзометина Н, добавляютбуфер-.ный раствор и доводят до метки дистиллированной водой.Все приготовленные растворы помещают на 2 ч в темное место, после чего растворы спектрофотометрируют. Оптическая плотность растворов измерена на спектро-фотометре марки "Яресогб М 40" (производство ГДР).Процентноесодержание.бора в иссле дованном образце нитрида бора, рассчитанного по формуле (1), составляет 3648 10 мл168 430,3700 3,8.1. 10 мл 10где Оисс. = 0,3648;Ост. = 0,3700;чст. = чиссл, 10 мл;п 1 =3,81;15 Ч = 168,43,П р и м е р 2, Аналогичные операции поанализу произведены с навеской нитридабора, равной 4,299 мг:ч "20 . о 0,421010 193,09 = 43 56 о0,4341 10 4,299 где Оиссл, = 0,4210;Ост. = 0,4341;25 чст. = чиссл, = 10 мл;Ч = 193,09;,е =4299 мг.В табл, 3 представлены результатысравнительного анализа образцов нитри 30 да бора по известному способу й изобретенйю,Ф о р мула изобретен ияСпособ количественного определениябора в пиролитическом йитриде бора, вклю 35 чающий сплавление навески нитрида борас реагентом, охлаждение,количественныйперенос плава, отбор пробы для анализа,получение исследуемоого раствора, добавление цветореагента и определение со 40, держания бора расчетным путем, о т и ич а ю щ е е с я тем, что, сцелью пбвышенияточности определения колйчества бора иупрощения процесса айализа. в качестве реагента добавляют раствор цветореагента45 азометина Н концентрации 0,02-0,06 г/мл ибуферный раствор рН 5,0-5,3 и йзмеряютоптическую плотность растворапри длиневолны 415 нм.. ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РауПодписноетениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб 4/5