- •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
Описание определения
Навеску сплава около 0,25 г взвешивают с точностью до 0,0001 г, помещают в платиновую чашку, прибавляют 0,5 мл воды, 5 мл плавиковой кислоты, накрывают фторопластовой крышкой и осторожно, по каплям, добавляют азотную кислоту до полного растворения навески. Снимают крышку, обмывают ее водой, прибавляют 5 мл серной кислоты, осторожно перемешивают и выпаривают до выделения густых паров серной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в стакан емкостью 300 мл, прибавляют 30 мл лимонной кислоты и нагревают до 40-50 °С.
К раствору прибавляют 25 мл диметилглиоксима и аммиак до появления слабого запаха, выдерживают раствор при 60-70 °С в течение 30 мин и фильтруют через предварительно высушенный и взвешенный тигель с фильтрующим дном № 3. Осадок промывают 10-12 раз горячей водой и высушивают при II0-II5 °С до постоянной массы. Содержание никеля в пробе рассчитывают по формуле (в%):
,
где ФП - фактор пересчета (гравиметрический фактор) с диметилглиоксимата никеля на никель, равный ; 0,2032 г;
m – масса осадка в (г);
G – навеска (г).
Определение железа
Трехвалентное железо осаждают действием NH4OH в виде практически нерастворимой гидроокиси железа (Ш) Fe(ОН)3; кроме того получается легколотучая аммонийная соль:
FeCl3 + 3NH4OH = Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl
Аморфный осадок гидроокиси железа (Ш) легко пептизируется. Поэтому осаждение ведут в присутствии электролита-коагулятора и при нагревании.
Ион Fe3+ осаждают из достаточно концентрированного раствора; при этом аморфный осадок гидроокисида железа (Ш) получается менее объемистым, адсорбирует меньше примесей и легче отмывается от них. Чтобы более понизить адсорбцию осадком ионов Cl– раствор после осаждения разбавляют
1,5-2-кратным объемом горячей воды. Промывая осадок, обращают внимание на удаление примесей Cl–, которые при прокаливании могут образовывать с осадком летучий хлорид железа.
Отфильтрованный, промытый и высушенный осадок прокаливают, причем Fe(OH)3 разлагается:
2 Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Таким образом, весовой формой является оксид железа (Ш) Fe2O3.
Осадок прокаливают, не отделяя его от фильтра и не допуская слишком сильного и длительного покаливания, так как при этом Fe2O3 частично восстанавливается до Fe2O4, а это ведет к уменьшению массы и искажению результата анализа
6Fe2O3 = 4Fe2O4 + O2
Оборудование и реактивы
Аммиак, 10%-ный раствор.
Азотная кислота HNO3, 2 н.
Нитрат аммония NH4NO3, 2%-ный раствор.
Фильтровальная букага (белая лента).
Тигли.
Муфель.
Описание определения
Осаждение. К полученной анализируемой пробе прибавляют 3-5 мл 2 н HNO3 и осторожно нагревают, не допуская кипения.
К горячему раствору прибавляют по каплям 10% аммиака до слабого, но явственного запаха. Затем содержимое стакана с осадком тщательно перемешивают палочкой, разбавляют 100-150 мл горячей дистиллированной воды и еще раз перемешивают. После отстаивания осадка, когда раствор над ним станет прозрачным, делают пробу на полноту осаждения Fe3+ с 1-2 каплями NH4OH.
Фильтрование и промывание осадка. Убедившись в полноте осаждения, приступают к фильтрованию осадка через неплотный фильтр (красная лента). Раствор над осадком осторожно сливают на фильтр, осадок промывают 2-3 раза декантацией 2% горячим раствором NH4NO3. Осадок количественно переносят на фильтр и продолжают промывать до отрицательной реакции на ион хлора.
Учитывая особенности аморфного осадка Fe(OH)3 , осаждение, фильтрование и промывание необходимо закончить в одно занятие.
Высушивание и прокаливание. Фильтр с осадком подсушивают в шкафу и слегка влажным помешают в тигель, предварительно доведенный до постоянной массы. После озоления фильтра его помещают в муфель и прокаливают до постоянного веса.
Вычисление. Зная массу полученного Fe2O3, вычисляют содержание железа (в граммах) по формуле:
,
где m – масса осадка Fe2O3 (г);
ФП – фактор пересчета, равный