Экспериментально показано наличие различных валентных форм германия (моноокись, двуокись и металлический германий) в исходной моноокиси германия и напыленных из нее пленок. Предложены методики определения основных компонентов в пленках и исходной смеси моноокиси германия и двуокиси свинца методом амальгамной полярографии с накоплением

Заичко, Л. Ф.

Каплин, Анатолий Александрович

Пикула, Нина Павловна

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

И З В Е С Т И ЯТО М С К О ГО  О Р Д Е Н А  О К Т Я Б Р Ь С К О Й  Р Е В О Л Ю Ц И И  И О Р Д Е Н А  Т Р У Д О В О Г ОК Р А С Н О Г О  З Н А М Е Н И  П О Л И Т Е Х Н И Ч Е С К О Г О  И НСТИТУ ТА им. С. М. К И Р О В АТом 302 1976ИССЛЕДОВАНИЯ ПО О П Р Е Д Е Л Е Н И Ю  ВАЛЕНТНЫХ ФОРМ ГЕРМАНИЯ В МОНООКИСИ ГЕРМАНИЯ И ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСИ МОНООКИСИ ГЕРМАНИЯ И ДВУОКИСИ СВИНЦА МЕТОДОМ АПНН. П. ПИКУЛА, Л. Ф. ЗАИЧКО, А. А. КАПЛИН(Представлена научным семинаром кафедры физической и коллоидной химии)В настоящее время в радиоэлектронике и технике связи все большее значение приобретает использование !интегральных схем, полученных на­пылением на соответствующие подложки окисей или смеси окислов двух металлов. В данной работе объектом изучения являются пленки моно­окиси германия (GeO) и пленки моноокиси германия, содержащие некоторое количество двуокиси свинца ( G e 0 + P b 0 2), полученные на­пылением на ситалловые подложки при высоких температурах и дав­лениях.По мнению ряда авторов [1, 2], моноокись германия в условиях на­пыления из нее пленок диепропорционирует на металлический германий и его двуокись по реакции2GeO =  Ge +  GeO2.Поэтому интересно выяснить валентные формы германия в основной массе исходной порошкообразной и кристаллической моноокиси герма­ния черно-серого цвета и напыленных из нее на ситалловые подложки пленок, которые в зависимости от условий напыления имеют цвет от желтого до темно-коричневого.Тананаев и Шпирт указывают [2], что количественно германий (II) в присутствии германия (IV) определяют объемными методами, осно­ванными на окислении его до германия (IV), полярографическими по катодной волне восстановления его в солянокислой среде, фотокалори- метрическими, основанными на измерении интенсивности окрашенных комплексов германия (II).Ho данные методы весьма слабо развиты и не пригодны для малых навесок моноокиси германия, что мы имеем в случае анализа пленок, вес которых составляет приблизительно 0,001 грамма. Нами в данной работе сделана попытка определить различные валентные формы гер­мания, основываясь на выборе специфического растворителя для к аж ­дой валентной формы германия с последующим количественным амаль­гамно-полярографическим определением германия по методу стандарт­ных добавок с использованием стационарного электрода в виде ртутной капли.Ниже приводятся данные по поведению различных форм германия в ряде растворителей.Основываясь на вышеперечисленных данных, были выбраны специ­фические растворители: для металлического германия — горячая серная14кислота, для двуокиси — вода, для германия в любой форме — разбав­ленная смесь аммиака и перекиси водорода. Исходную и пленки моно­окиси германия последовательно растворяли в воде, горячей серной ки­слоте и в разбавленной смеси аммиака и перекиси водорода. Затем из каждого растворителя брали аликвоту для определения германия мето­дом амальгамной полярографии с накоплением. Работа проводилась на полярографе О Н — 101 и О Н — 102, электродом сравнения служил насы-Т а б л и ц а  I [1—3]Растворимость германия и его окисей в различных средахПоведение в данном растворителеРастворительгермания моноокисигерманиядвуокиси гер­мания (раст­воримая форма)двуокиси герма­ния (нераствори­мая форма)H2 О _* не раств. растворяется слабо раств.HCl (разб.) не раств. — растворяется не раствор.H2-SO4 (гор.) реагирует — слабо раств. не раств.Н Ш 35(разб.) мед л. окис­ляетсямедл. окисл. растворяется не раств.HF мало раств. — — не раств.Нарекая водка легко раств. медл. окисл. растворяется медл. раствор.Щелочи не раств. не раств. реагирует слабо раств.NH4OH F H 2O 2 раств. раств. — —Хлорная вода* — окисляется — —Винная, щавеле­вая кислоты _ — раств. —A gC lO 4-FHF легко раство­ряется— — —* — означает отсутствие в литературе данных по растворимости.шенный каломельный электрод, а индикаторным — стационарный элек­трод в виде ртутной капли на серебряном контакте (г =  0,04 см). В ка­честве фона для определения германия использовался раствор 0 ,2M Na2CO3 -f-0,025 M трилона Б, предложенный О. С. Степановой [4]. Элек­тронакопление германия проводилось в течение 3—5 мин  при потенциа­л е — 1,9 в , потенциал анодного пика германия на данном фоне равен —0,3 в, количественное содержание германия на данном фоне оценива­лось по методу стандартных добавок. Результаты проведенных анализов представлены в табл. 2.Опытные данные по содержанию в моноокиси германия различных форм германия следует считать приближенными, так как растворимость соединений германия в различных средах, по данным разных авторов, различная. Ho на основании проведенных исследований можно сделать вывод о наличии в пленках GeO различных валентных форм германия.Особый интерес представляет анализ смеси окислов германия и свин­ца на содержание основных компонентов (германия и свинца) мето­дом АПН.Целью данной части работы являлось выяснение условий определе­ния свинца в присутствии германия и германия в присутствии свинца методом АПН в исходных порошкообразных смесях GeO +  PbO2 и в на­пылённых из них пленках.15tВ результате проведенных исследований нами было показано, что на фоне 0,2 M Na2CO3 +  0,25 M трилон Б, используемом для определения германия, возможно также и определение свинца. Потенциалы анодных пиков германия и свинца на данном фоне соответственно равны —0,30 в и —0,52 в. Графики зависимости высот анодных пиков германия и свин­ца на фоне 0,2 M Na2CO3 +  0,025 M трилон Б с использованием стацио-Т а б л и ц а  2Опытные данные по определению валентных форм германия в исходной моноокиси германия и в пленках GeOНавеска РастворительОпределенное содержание Ge, %Форма нахожде­ния германия в GeO0,01 2 H2O 16,2 23,3% GeO2исходной H2 SO4 (горя­ 8 ,7 8,7% GeGeO чая) 49,8 60,0% GeO0,001 г H2O 12,8 18,4 % GeO2пленка H2SO 4 (горя­ 6 ,3 6 ,3  % GeGeO чая) 47,7 58 , 2% GeOнарного электрода в виде ртутной капли имеют вид прямых, выходящих из начала координат. Исследования по влиянию германия на пик свинца показали, что совместное определение Ge и Pb на данном фоне возмож­но при соотношении концентраций указанных элементов Ge: P b ^  10 : 1. При избытке германия больше, чем в 10 раз, свинец необходимо опреде­лять на фоне 0,1 и N H 4F, где германий не дает анодного пика, а потен­циал пика свинца равен — 0,47 в. На фоне 0,1 и NH4F даже 300-кратный избыток германия не вызывает уменьшения анодного пика свинца, сле­довательно, не мешает его количественному определению.На основании проведенных исследований предложены методики оп­ределения основных компонентов в смеси моноокиси германия и двуоки­си свинца и в напыленных из данной смеси пленках. Методики осно­ваны на растворении пробы в разбавленной смеси аммиака и перекиси водорода и затем в соляной кислоте и совместном определении свинца и германия из аликвоты на фоне 0,2 M Na2CO3 +  0,025 M трилон Б приТ а б л и ц а  8Результаты анализа исходной смеси и напыленных на нее пленок на содержание основных компонентов методом АПНОбъект Навеска, гСодержание в %Pb GeИсходнаясмесьG e 0 + P b 0 20,01 7 ,02 17,3Пленки G eO + P b O 2 0,001 1,68 8 ,6соотношении германия и свинца меньшем 10: 1 соответственно или опре­делении германия на фоне 0,2 M N a2CO3 +  0,025 M трилон Б и свинца на фоне 0,1 M NH4F. Результаты анализа представлены в табл. 3.16Данная методика отличается простотой, быстротой анализа (30—40 мин, включая разложение пробы) и минимальным использова­нием реактивов для анализа.Выводы1. На основании проведенных исследований экспериментально по­казано наличие различных валентных форм германия (германий метал­лический, его моноокись и двуокись) в исходной смеои моноокиси герма­ния и напыленных из нее на ситалловые подложки пленок.2. Разработаны методики анализов исходной смеси GeO +  PbO2 и напыленных из нее пленок на содержание основных компонентов.1. В. М. А н д р е е в ,  А. С. К у з н е ц о в ,  Г. И. П е т р о в ,  Л. Н. Ш и г и н а. Про­изводство германия. Изд. «Металлургия», 1969.2. И. В. T а н а н а е в, М. Я. Ш п и р т. Химия германия. М., «Химия», 1967.3. Справочник химика, т. 2. М.—Л., изд. «Химия», 1964.4. О. С. С т е п а и о в а. Канд. диссертация, Томск, ТГУ, 1964.ЛИТЕРАТУРАI Hiy Ч;;0* rçxHïi ческая ,• библиотекаТПИ-' 4  !i2. Заказ 7888.

Исследование по определению валентных форм германия в моноокиси германия и основных компонентов в смеси моноокиси германия и двуокиси свинца методом АПН

Исследование по определению валентных форм германия в моноокиси германия и основных компонентов в смеси моноокиси германия и двуокиси свинца методом АПН

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University