ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Специальные проблемы высокочистых диэлектрических материалов и радиоактивных веществ из "Эмиссионный спектральный анализ Том 1" В пробоотборе и подготовке высокочистых твердых диэлектрических материалов обычно возникает значительно больше трудностей, чем при пробоотборе и подготовке высокочистых металлов. Именно в последнем случае требования чистоты легко удовлетворить для проб, отбираемых в виде стружки. Техника растворения стружки аналогична технике подготовки порошков и растворов вообще. Твердые непроводящие вещества могут быть загрязнены в заметной степени во время пробоотбора и подготовки вспомогательным инструментом, использованным для превращения пробы в порошок, химическими реактивами, примененными для разложения проб, и даже пылью, содержащейся в воздухе. [c.51] Материал емкостей, в которых диэлектрические вещества превращаются в порошок, должен быть тверже анализируемых веществ и не должен содержать определяемых элементов. Если необходимо, то две навески одной пробы должны быть приготовлены отдельно в емкостях из разных материалов. Очевидно, что до использования емкости должны быть с особой тщательностью очищены. Если имеется достаточное количество анализируемой пробы, то в емкости вначале размельчается малая часть пробы, которая не используется для анализа. Если, однако, не имеется пробы в достаточном количестве, то эта операция проводится с подходящим высокочистым материалом, близким по своим свойствам с пробой. Для обычных анализов желательно использовать отдельные емкости для каждого типа материала. В этом случае проще очистка емкостей и меньше опасность загрязнения проб. [c.51] При использовании каждой новой партии химических реактивов и добавок необходимо вновь определять величину холостого опыта. Поправку на холостой опыт можно вводить (разд. 5.5.9), если степень загрязнения не превышает порядка величины требуемого предела обнаружения. До использования химические реактивы и добавки, содержащие значительные количества примесей, должны очищаться соответствующими методами, например методом, основанным на принципе обогащения, либо рекристаллизацией, дистилляцией или экстракцией. [c.51] Опасность загрязнения из воздуха особенно существенна в случае определения следов 51, Са, Mg и А1, но в зависимости от местных условий загрязнение возможно и другими элементами. В этом случае все операции подготовки (включая наполнение электродов пробами) должны выполняться в герметичных боксах с подачей внутрь бокса профильтрованного воздуха. Кроме того, должны быть приняты меры для исключения возможности загрязнения во время регистрации спектров [1—8]. [c.51] Для подготовки твердых порошкообразных высокочистых диэлектрических материалов — кварца, алунда, керамики — был предложен электрогидравлнческий метод превращения в порошок [11]. Образцы, пригодные для спектрального анализа, можно приготовить в течение 3—20 мин с помощью искры под водой (напряжение искры 20—30 кВ, мощность 1,5—2,0 кВт). Полученный порошок отфильтровывают на стеклянном фильтре и просеивают. [c.52] Спектральный анализ радиоактивных веществ заключается главным образом в определении следов элементов в осадках или растворах. Так, в основном из-за соображений техники безопасности пробы радиоактивных веществ должны готовиться к анализу с особой тщательностью и совершенно отдельно одна от другой. Для строгого соблюдения безопасных условий работы, предписанных соответствующими инстанциями, при этих операциях должны применяться специальные приборы, измеряющие уровень радиации. [c.52] Эталонные образцы для анализа твердых диэлектрических материалов могут быть подготовлены в принципе двумя различными способами 1) отбором тщательно проанализированных образцов, близких к анализируемым пробам по свойствам и составу, или 2) приготовлением тщательно гомогенизированных синтетических образцов на основе соответствующих материалов. Первый способ легче реализовать для диэлектрических материалов, чем для металлов (разд. 2.2.6). В то же время при изготовлении синтетических образцов значительно более трудными задачами являются а) расчет влияния минералогической структуры и взаимного влияния элементов и б) подавление этих влияний путем приведения в соответствие эталонных образцов анализируемым пробам по составу и свойствам. [c.52] Синтетические эталонные образцы целесообразно готовить следующим образом образец с наивысщей концентрацией готовят путем введения в основу заданных количеств примесей, а остальные образцы —последовательным разбавлением предыдущих образцов основой. Практически готовят несколько эталонных образцов так, чтобы соотнощение концентраций в них соответствовало бы, например, ряду 1 2 4 8 16 или ряду 1 3 10 30 100 и т. д. Для того чтобы обеспечить соответствующую однородность эталонных образцов, при разбавлении желательно смещивать за одну операцию вещества в соотнощении масс, не превышающем 1 100. Гомогенизирующее перемешивание в устройстве соответствующей конструкции и из подходящего материала (разд. 2.3.2) должно продолжаться достаточное время. [c.53] Если основные компоненты синтетических эталонных образцов должны определяться с высокой точностью, то нужно принимать во внимание взаимное влияние элементов, которое может быть особенно значительным при изменении соотношения между основными компонентами даже в том случае, если в методе анализа применяются добавки, предназначенные для уменьшения такого влияния. В этом случае серии эталонных образцов не должны готовиться последовательным разбавлением. Их следует готовить смешиванием взвешенных количеств компонентов, взятых в виде соответствующих соединений и в необходимом соотношении. [c.53] Точные аналитические результаты могут быть получены прямыми методами анализа диэлектрических материалов, аналогичными методам анализа металлов и сплавов (разд. 2.2.6), но только в тех случаях, когда для построения и корректировки аналитических кривых используются стандартные образцы соответствующего типа, проверенные на однородность и постоянство размера частиц в нескольких лабораториях и проанализированные надежными химическими методами. [c.53] Если применить подходящие аналитические методики, то металлические и некоторые неметаллические элементы в жидких веществах можно часто определить эмиссионным спектральным анализом без предварительной обработки или обогащения. В случае однородной жидкости пробу можно отобрать по объему или массе. Малые объемы можно измерить с помощью калиброванных микропипеток или легких в изготовлении мембранных пипеток [1]. Концентрация определяемого элемента приводится в процентах или в других единицах (10- %, мг/л и т. д.), отнесенных к количеству исходной жидкости, в то время как содержание металлов в растворе часто относят к количеству растворенной пробы. Чаще всего анализируются водные растворы, хотя анализы проводятся также в неводных средах, например при определении следов элементов в маслах или экстрактах, приготовленных с органическими растворителями. [c.54] Однако если жидкие пробы можно анализировать спектральными методами без превращения их в твердое вещество, то в дополнение к преимуществам, приведенным в пп. 2—4, экономятся время и трудозатраты. При этом отсутствуют недостатки, упомянутые в пп. 7—9. Также исключаются потери, которые возможны во время превращения пробы в твердое состояние (испарение, сжигание). [c.55] Свойства анионов (разд. 2.2.3), чистота химических реактивов (разд. 2.3.5) и влияние используемой посуды (разд. 2.3.8) были уже обсуждены в связи с приготовлением растворов. [c.55] Если анализируемая проба является жидкостью или раствором, то к ней непосредственно применимы химические методы обогащения. От исходной пробы отбирают взвешиванием такое количество, которое обеспечит благоприятные условия для разделения и обогащения и даст возможность определить примеси на необходимом уровне концентраций. Если проба — твердое вещество, то ее нужно перевести в раствор подходящим способом (разд. 2.2.3, 2.3.4, 2.3.5, 2.3.7 и 2.3.8 соответственно). При этом следует помнить пункты, указанные в разд. 2.4.1. Если определяются следы элементов, то очень важно предотвратить потери определяемых элементов во время растворения и разделения, а также исключить все возможности загрязнения пробы (разд. 2.3.5). [c.55] В анализе следов элементов в твердых металлических и диэлектрических веществах значительную роль играют физические методы обогащения (разд. 2.2.7 и 2.3.6 соответственно). Возможность их применения к жидким пробам зависит, однако, от условий испарения данной системы. Кроме того, большое число методов химического обогащения следов элементов из раствора анализируемой пробы проводится с помощью осаждения, электролиза, экстракции, ионного обмена, дистилляции и газообразования. [c.55] В следовых количествах в очищенной меди с достаточной точностью и пределом обнаружения по олову, равным 5-10 % [11]. [c.58] Из табл. 2.4 видно, что число элементов, которые можно сконцентрировать, увеличивается, если примеси осаждать органическим реагентом (вместо неорганического). При соответствующем выборе и сочетании органических реагентов возможно одновременно сконцентрировать все подлежащие определению примеси, присутствующие в следовых количествах [13]. [c.59] Концентрирование примесей из почвенных экстрактов, растений и других биологических материалов удобно проводить путем осаждения их 8-оксихинолином (оксином). При этом осадителем коллектора следовых количеств является оксинат алюминия или железа [14, 15]. Если следы элементов осаждать комбинированным реагентом 8-оксихинолин — дубильная кислота — тионалид, то число элементов, которые можно концентрировать, приблизительно удваивается, а степень обогащения возрастает до 500— 1000 [14—16]. Следы элементов, указанных в табл. 2.4, можно определить спектральным методом, в котором концентрирование примесей проводят вышеописанным способом, а индий выполняет роль не только коллектора следовых количеств, но и элемента сравнения [17]. Если нужно определить следы элементов в алюминии чистоты 99,99%, то целесообразно применить комбинированный реагент тетраметилендитиокарбамат аммония и тионалид или тиоацетат, а таллий использовать в качестве элемента коллектора следовых количеств [18]. [c.59] Если осадок растворять с бумажного фильтра, то все вышеописанные методы дают ошибки. Это объясняется адсорбцией неизвестных количеств элементов на фильтровальной бумаге. Если фильтровальную бумагу сжечь, то осевшие на ней следы элементов будут загрязнены золой от бумаги. Поэтому наиболее удобный способ заключается в отборе жидкости над образовавшимся в результате седиментации или центрифугирования осадком с помощью фильтровального прутка из стекла, кварца, фарфора или платины [19]. [c.59] Концентрирование следов элементов электролизом. При концентрировании следов элементов можно использовать электролиз с целью либо предварительного отделения определяемых элементов, либо удаления элементов, присутствующих в высоких концентрациях и обладающих развитым спектром, который мешает спектральному анализу. Последний случай наиболее важен. Для этого чаше всего применяют электролиз с ртутным катодом. Он обладает тем преимуществом, что водородное перенапряжение, возникающее на ртутном катоде во время электролиза, способствует осаждению нескольких элементов с развитым спектром [20]. [c.59] Вернуться к основной статье