- •Содержание
- •Введение
- •Объекты анализа материалов микроэлектроники
- •1. Основы качественного анализа
- •Классификация анионов
- •2. Аналитические реакции катионов
- •Лабораторная работа № 1 Частные реакции катионов I - II групп Опыт 1. Обнаружение катиона калия
- •Опыт 2. Обнаружение катиона натрия
- •Опыт 3. Обнаружение магния в растворе
- •Опыт 4. Определение иона аммония
- •Реакции катионов I группы
- •Опыт 5. Обнаружение катиона бария
- •Опыт 6. Обнаружение катиона стронция
- •Опыт 6. Обнаружение катиона стронция
- •Опыт 7. Обнаружение катиона кальция
- •Лабораторная работа № 2 Анализ смеси катионов I и II групп
- •3. Аналитические реакции катионов III группы
- •Лабораторная работа № 3 Частные реакции катионов III группы Опыт 1. Обнаружение катиона алюминия
- •Опыт 2. Обнаружение хрома
- •Реакции хромат- и бихромат-ионов
- •Опыт 3. Обнаружение железа
- •Опыт 5. Обнаружение цинка в растворе
- •Опыт 6. Обнаружение кобальта
- •Опыт 7. Обнаружение никеля
- •Лабораторная работа № 4 Анализ смеси катионов III, II и I групп
- •4. Аналитические реакции катионов IV и V групп
- •Опыт 2. Обнаружение катионов кадмия
- •Опыт 3. Обнаружение катионов висмута
- •Подгруппа мышьяка Опыт 5. Обнаружение ионов мышьяка
- •Реакции катионов подгруппы меди
- •Обнаружение арсенит-ионов
- •Обнаружение арсенат-ионов
- •Опыт 6. Обнаружение ионов сурьмы
- •Обнаружение ионов сурьмы (III)
- •Обнаружение ионов сурьмы (V)
- •Опыт 7. Обнаружение ионов олова
- •Обнаружение ионов олова (II)
- •Обнаружение ионов олова (IV)
- •Лабораторная работа № 6 Анализ смеси катионов IV группы
- •Лабораторная работа № 7 Частные реакции катионов V группы Опыт I. Определение катионов серебра
- •Опыт 2. Обнаружение катионов свинца
- •Лабораторная работа № 8 Анализ смеси катионов V - I групп
- •Реакции катионов V группы
- •5. Аналитические реакции анионов
- •Опыт 2. Определение аниона со32–
- •Опыт 3. Определение аниона ро4–
- •Опыт 4. Определение аниона SiO32–
- •Опыт 5. Определение аниона f –
- •Вторая аналитическая группа анионов Опыт 6. Определение аниона с1–
- •Опыт 7. Определение аниона Вr –
- •Опыт 8. Определение аниона I –
- •Опыт 9. Определение аниона s2–
- •Третья аналитическая группа анионов Опыт 10. Определение аниона no3–
- •Опыт п. Определение анионов no2–
- •6. Количественный анализ
- •7. Гравиметрия
- •Весовые методы определения некоторых элементов
- •Лабораторная работа № 10 Весовое определение серы в сульфиде кадмия
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Определение серы
- •Лабораторная работа №11 Весовое определение никеля и железа в резистивных сплавах Определение никеля
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Определение железа
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •8. Титриметрия
- •Растворение образца.
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 16 Определение стехиометрического состава сверх проводящей керамики ( система y-Ba-Cu )
- •Определение бария
- •Реактивы
- •Описание определения
- •Иодометрическое титрование
- •Стандартизация раствора тиосульфата натрия по бихромату калия
- •Реактивы
- •Описание определения
- •Определение меди
- •Реактивы
- •Описание определения
- •Определение иттрия комплексонометрическим титрованием
- •Реактивы
- •Описание определения
- •Расчет стехиометрии y1 Ва2 Cu3o7
- •9.Физико-химические методы анализа
- •А. Определение фосфора по желтой форме
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Б. Определение фосфора в виде фосфорномолибденовой сини
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •В. Определение кремния
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Б. Фотометрическое определение железа в виде роданидного комплекса
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 19 Экстракционно – фотометрическое определение германия в полупроводниковых халькогенидных стеклах системы Te–As-Si-Ge
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 20 Спектрофотометрическое определение хрома и марганца при совместном присутствии в контактных проводниковых сплавах
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 21 Спектрофотометрическое определение висмута в присутствии свинца
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •11. Люминесцентный анализ
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •12. Инфракрасная спектроскопия
- •Лабораторная работа № 23 Измерение толщины пленок диоксида и нитрида кремния методом икс
- •Применение икс для исследования материалов микроэлектроники
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •В отчете долж ны быть представлены:
- •Пример расчета:
- •13.Эмиссионный спектральный анализ
- •Лабораторная работа № 24 Определение примесей металлов методом трех эталонов
- •А. Фотографирование спектров трех эталонов и образцов Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Характерные группы линий железа на планшетах атласа
- •В. Измерение почернений линий примесей на микрофотометре и построение калибровочных графиков
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Форма записи результатов наблюдений
- •Последовательность фотографирования образцов
- •Форма записи результатов наблюдений
- •Длины волн определяемых примесей
- •14. Электрохимические методы анализа
- •15.Потенциометрия
- •Прямая потенциометрия (ионометрия)
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Результаты ионометрического определения ионов в воде
- •Б. Определение фторид-ионов
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 27 Определение рН в водных растворах
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Потенциометрическое титрование (пт)
- •Результаты титрования
- •Лабораторная работа № 28 Определение соляной кислоты в травильной ванне
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 29 Определение соляной и уксусной кислот в растворе при совместном присутствии
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 30 Определение соляной и борной кислот в растворе при совместном присутствии
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 31 Определение содержания кобальта (II) в растворе
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Лабораторная работа № 32 Определение концентрации хлорида железа (III)
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •16. Кондуктометрическое титрование
- •Лабораторная работа № 33 Дифференцированное определение солей железа (п) и(ш) в травильных растворах
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •17. Вольтамперометрия
- •Лабораторная работа № 34 Определение примеси цинка в фосфоре
- •18. Инверсионная вольтамперометрия
- •Лабораторная работа № 36 Определение примесей цинка, кадмия, свинца и меди методом инверсионной вольтамперометрии
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •19. Хроматография
- •Раздельное вымывание примесей с катионита ку-2
- •Лабораторная работа № 37 Определение меди и цинка при их совместном присутствии на катионите ку-2
- •Оборудование и реактивы
- •Описание определения
- •Описание определения
- •Определение кадмия
- •Результаты хроматографического определения ионов кадмия
- •Определение теллура
- •20. Рекомендуемая литература
- •Реакции катионов III группы
- •Реакции ионов подгруппы мышьяка
Опыт 8. Определение аниона I –
Из иодидов не растворимы в воде AgI, PbI2, HgI2, Нg2I2, CuI. Ион I – бесцветен.
А) Реакция с групповым реагентом
Нитрат серебра образует с ионом I – бледно-желтый творожистый осадок иодида серебра. Осадок нерастворим в азотной кислоте и в гидроксиде аммония, но может быть переведен в раствор добавлением тиосульфата натрия
AgI + 2S2O32– = [Ag(S2O3)2]3– + I –
От действия цинковой пыли в присутствии воды или 2 н раствора серной кислоты иодид серебра, как и бромид, разлагается с выделением серебра. Реакцию выполняют так же, как на ион Вr –.
Б) Реакция с окислителями
Анион иода гораздо легче окисляется, чем анионы хлора и брома. Даже такие слабые окислители, как Fе3+ или Cu2+, выделяют свободный иод из ио-дидов. Особенно часто в аналитической практике используют действие на иодиды хлорной воды и нитритов.
Хлорная вода легко вытесняет свободный иод из иодидов
2I – + Cl2 = I2 + 2Cl –
Если при этом к раствору прилить бензол и встряхнуть смесь, то органический растворитель окрашивается иодом в фиолетовый цвет. Малые количества выделившегося иода обнаруживают реакцией с крахмальным клейстером.
Реакцию проводят в растворе, подкисленном 2 н серной кислотой, так как в щелочной среде окраска иода обесцвечивается. Хлорную воду прибавляют к исследуемому раствору осторожно, по каплям, так как ее избыток окисляет выделившийся иод до бесцветных продуктов.
При одновременном присутствии в растворе анионов иода и брома хлорная вода сначала окисляет I –. Дальнейшее прибавление реагента приводит к обесцвечиванию фиолетовой окраски бензольного слоя вследствие окисления иода. После этого начинается выделение брома, окрашивающего бензольный слой в красно-бурый цвет. Реакция служит для обнаружения анионов иода и брома при их совместном присутствии.
2. Нитрит калия или натрия также окисляет I – в кислой среде до свободного иода
2I – + 2NO2– + 4H+ = I2 + 2NO + 2H2O
Выделившийся иод обнаруживают по посинению крахмала или по окрашиванию бензола в фиолетовый цвет.
Анионы брома в противоположность анионам иода нитритами не окисляются.
К 1 - 2 каплям раствора иодида калия прибавьте столько же раствора нитрита калия, подкислите раствор 2 н серной кислотой и добавьте 1 - 2 капли крахмального клейстера.
Таким образом, анион хлора не мешает обнаружению анионов брома и иода реакцией с хлорной водой в присутствии бензола.
Нитриты в кислой среде выделяют из смеси анионов только свободный иод.
В отличие от анионов хлора и иода Вr – дает сине-фиолетовое окрашивание с раствором фуксинсернистой кислоты.
Опыт 9. Определение аниона s2–
В воде растворимы только сульфиды аммония, щелочных и щелочноземельных металлов, растворы которых бесцветны. Анион S2– является сильным восстановителем, поэтому присутствие его в растворе в больших концентрациях мешает определению других анионов II группы.
А) Реакция с групповым реагентом
Нитрат серебра дает с анионом S2– черный осадок сульфида серебра, нерастворимый в гидроксиде аммония, но растворяющийся при нагревании в разбавленной азотной кислоте.
Б) Реакция с нитропруссидом натрия
Нитропруссид натрия Na2[Fе(CN)5NО] дает с S2– характерную красно фиолетовую окраску вследствие образования комплексного соединения
[Fе(CN)5NО]2– + S2– = [Fе(CN)5NОS]4–
В) Реакция с солями кадмия
Соли кадмия дают с S2– характерный ярко-желтый осадок CdS. Если его после отделения от раствора обработать 1 - 2 каплями раствора CuSO4, то осадок почернеет вследствие образования CuS.
Образование сульфида кадмия используют для отделения аниона S2– от других анионов. Для этого исследуемый раствор обрабатывают твердым карбонатом кадмия. Затем раствор центрифугируют и осадок отбрасывают.