Раздельное вымывание примесей с катионита КУ-2

Объект анализа, не сорбируемый катионитом	Десорбция соляной кислотой
До 1 н.	1 – 5 н.	5 – 10 н.
Теллур, селен, мышьяк, германий	Висмут, кадмий	Свинец, индий, сурьма	Медь, кобальт

Для раздельного вымывания примесей наряду с кислотами используются различные комплексообразователи.

Ниже приводится лабораторная работа по применению ионитов для разделения определяемых примесей. Метод может быть использован для определения примесей в полупроводниковых материалах (теллуре, мышьяке, германии и др.).

Лабораторная работа № 37

Определение меди и цинка при их совместном присутствии

На катионите КУ-2

Ионы меди и цинка образуют комплексные соединения с оксалат-ионами, имеющие различные константы нестойкости:

K_н([СuС₂О₄)]^2–) = 9,1·10^–9 , K_н([Zn₍C₂O₄)]^2– )= 2,5·10^–8.

При пропускании анализируемого раствора через катионит цинк и медь поглощаются, а остальные примеси переходят в фильтрат. При промывании колонки катионита раствором оксалата аммония медь будет переходить в фильтрат, а оставшийся цинк можно десорбировать соляной кислотой. Раздельно десорбированные медь и цинк можно определить титрованием с ЭДТА.

Оборудование и реактивы

Соляная кислота, 3 н. раствор.

Оксалат аммония, 0,25 н. раствор.

Пероксид водорода, 6%-ный раствор.

Аммиак, 25%-ный раствор.

Хлорид аммония, х.ч.

Титрованный раствор ЭДТА, 0,1 н.

Индикаторы: мурексид. эриохром черный Т. метиловый оранжевый.

Хроматографическая колонка длиной 15 см, диаметром 1 см, заполненная катионитом КУ-2 в Н-форме.

Колбы конические на 250 мл, 2 шт.

Стаканы на 100 и 250 мл, 2 шт.

Бюретка на 5 мл.

Описание определения

Анализируемый раствор, содержащий примеси меди и цинка, про­пускают через колонку с катионитом КУ-2 в Н-форме (предварительно подготовленную к работе). Колонку с катионитом промывают водой до нейтральной реакции по метиловому оранжевому и затем пропускают 40 - 60 мл 0,25 н раствора оксалата аммония. При этом медь переходит в раствор в виде анионного комплекса с оксалатом. Для титрования меди раствором ЭДТА оксалатный комплекс разрушают нагреванием в тече­ние 10 мин с 6 - 7 каплями пероксида водорода. После охлаждения добавляют раствор аммиака до образования медно-аммиачного комплекса (синее окрашивание). Полноту вымывания этого комплекса из колонки проверяют обработкой последних порций фильтрата пероксидом водорода при нагревании с последующим добавлением после охлаждения раствора аммиака.

Отсутствие синего окрашивания указывает на полноту вымывания меди. В случае наличия синего окрашивания в последних порциях фильтрата его приливают к основной массе фильтрата и продолжают промывать колонку раствором оксалата аммония до полного удаления меди. Весь фильтрат после обработки пероксидом водорода и аммиаком титруют раствором ЭДТА в присутствии мурексида. После добавления мурексида раствор становится желтым или коричневым, что зависит от количества мурексида, а также от концентрации ионов меди. В точке эквивалентности окраска резко переходит в фиолетовую. По количеству израсходованного на титрование раствора ЭДТА рассчитывают содержание меди в анализируемом растворе.

Оставшийся на катионите цинк удаляют промыванием 50 - 60 мл 3 н соляной кислоты. К фильтрату добавляют ~ 40 мл аммиачного буфера, необходимого для определения цинка. Полученную смесь разбавляют дистиллированной водой до 100 мл и титруют 0,1 н раствором ЭДТА в присутствии индикатора эриохрома черного Т до перехода винно-красной окраски в синюю. По результатам титрования рассчитывают содержание ионов цинка в исследуемом растворе.

Лабораторная работа № 38

Определение кадмия и теллура в пленках теллурида кадмия

Методом хроматографии на бумаге

Оборудование и реактивы

Хроматографическая бумага № 3, пропитанная 0,1%-ным раствором

висмутола II

Капилляр емкостью 0,0015 – 0,0050 мл.

Стакан на 500 мл.

Предметное стекло.

Часовое стекло.

Чашка Петри.

Дифенилкарбазон, 0,1%-ный спиртовой раствор.

Раствор аммиака, 2 н. раствор.

Стандартные растворы кадмия и теллура 1 мг/мл (готовят растворением металлического кадмия в царской водке и теллура в концентрированной серной кислоте).

Сливанием двух стандартных растворов с последующим разбавлением, готовят серию новых растворов теллурида кадмия с содержанием Cd(II) и Te(IV): 200, 400, 600, 800,1000 мкг/мл.

Описание определения

Анализируемую пленку теллурида кадмия, напыленную на ситал-ловую подложку, промывают последовательно в воде, спирте, эфире; сушат и взвешивают на аналитических весах. Затем подложку с пленкой помещают в стакан на 100 мл и обрабатывают 0,2 - 0,4 мл (5-10 капель) травильного раствора, состоящего из 10 мл концентрированных азотной и 0,3 мл бромистоводородной кислот.

Подложки промывают дистиллированной водой, высушивают и взвешивают. По разнице веса вычисляют вес пленки. Раствор упа-ривают до влажных солей и разбавляют водой до 10 мл.

Определение кадмия

Кадмий с висмутолом II в кислой среде образует белый, а теллур - желтый кристаллический осадок, нерастворимый в воде. В солянокислой среде растворимость соединения кадмия с висмутолом II значительно выше, чем соединения теллура с тем же реагентом. Это обстоятельство позволяет определять кадмий в присутствии теллура.

К 5 мл анализируемого раствора прибавляют 5 мл 2 н соляной кислоты и раствор тщательно перемешивают

На полоску сухой хроматографической бумаги 200x150 мм, предварительно пропитанную 0,1%-тм раствором висмутола-П, наносят мягким карандашом две линии на расстоянии 10 мм друг от друга и по одной капле

(0,003 мл) из стандартной серии искусственной смеси теллурида кадмия. Рядом наносятся три параллельных капли исследуемого раствора. Полоска бумаги опускается в стакан с водой (с 5%-ной добавкой глицерина) по линию погружения и накрывается крышкой. При нанесении капель образуются ярко-желтые пики теллура, а затем по мере продвижения подвижного растворителя над ними начинают возвышаться белесые пики кадмия, которые хорошо видны только на влажной бумаге.

Для проявления пиков кадмия полоска бумаги кладется поверх стакана с

2 н. раствором аммиака и опрыскивается раствором дифенилкарбазона. Кадмий окрашивается в ярко-фиолетовый цвет, а вершины пиков могут быть отмечены грифелем. Измеряют высоту пиков и результаты представляют в форме табл. 19.2.

Таблица 19.2