- •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
Реактивы
Бихромат калия, K2Сг2О7 , 0,05 н. раствор.
Серная кислота, Н2SО4 , 2 М раствор.
Тиосульфат натрия, Na2S2O3 , 0,05 н. раствор.
Иодид калия, KI, 10%-ный раствор.
Крахмал, 1%-ный раствор.
Описание определения
К аликвотной части 25,00 мл фильтрата № I (после отделения бария объем фильтрата должен составлять 200 мл) поместить в коническую колбу с 10 мл 20%-ного раствора, Н2SО4, 10 мл 10%-ного раствора KI и 10 мл воды. После пятиминутного выстаивания колбы в темноте добавляют 50 мл дистиллированной воды и титруют из бюретки по каплям 0,05 н раствором Na2S2O3 до бледно-желтой окраски. Затем добавляют 1-2 мл 1%-ного раствора крахмала и продолжают титровать медленно при энергичном перемешивании до исчезновения синей окраски раствора. В точке эквивалентности осадок имеет бледно-розовый цвет.
Расчет количества меди (г) проводят по формуле
,
где n – число аликвотных частей; ЭCu = 63,55.
Определение иттрия комплексонометрическим титрованием
Редкоземельные элементы близки по химическим свойствам и определяются по одной методике комплексонометрического титровани при рН = 5,8 в присутствии ксиленолового оранжевого в качестве индикатора.
Реактивы
ЭДТА (трилон Б), 0,01 М раствор.
Ацетатный буферный раствор с рН = 5,8.
Индикатор - ксиленоловый оранжевый, 0,1%-ный раствор.
Описание определения
Пипеткой отбирают аликвотную часть 25,00 мл фильтрата № I (не содержащего бария), прибавляют 20 мл 10%-ного раствора иодида калия
2Cu2+ + 4I– = CuI↓ + I2
Осадок СuI отфильтровывают и промывают водой с добавкой KI (фильтрат № 2). В фильтрате определяют иттрий комплексонометрическим титрованием. К фильтрату № 2 добавляют из бюретки раствор тиосульфата натрия до побледнения окраски иода. С помощью NH4ОН по индикаторной бумаге доводят рН фильтрата № 2 до 7, затем добавляют 5 мл ацетатного буфера до
рН = 6 и твердого индикатора ксиленолового оранжевого. Титруют раствором ЭДТА от красного до желтого цвета.
Расчет (г) проводят по формуле:
, где
(VN)ЭДТА - объем и нормальная концентрация раствора ЭДТА;
ЭY - эквивалент иттрия, равный 44,45;
n - число аликвотных частей (n = 64).
Расчет стехиометрии y1 Ва2 Cu3o7
( M= 666,148):
Элемент |
Массовая доля, теоретическая, % |
Иттрий Y |
13,35 |
Барий Ва |
41.23 |
Медь Сu |
28,61 |
Кислород О |
16,81 |
1. Определение атомной доли компонентов N проводят по формулам:
, , , ,
где
mY, mBa, mCu, mO – массы (г) элементов (иттрия, бария. меди, кислорода);
M(Y), M(Ba), M(Cu), M(O) – молярные массы элементов (иттрия, бария, меди, кислорода).
Масса кислорода mQ находится по разности между исходной навеской и суммой определенных иттрия, бария, меди (в г):
mO,г = навеска – (mY+ mBa+ mCu+ mO)
2. Расчет индексов, x, y, z в формуле ВТСП Y1ВахСuyOz проводится относительно иттрия, молярная доля которого принята за единицу ( NY = I).
Тогда индексы х, y и z будут равны:
, , .
3. Рассчитанные экспериментальные значения массовых долей элементов сопоставляют с теоретическими и приводят формулу иттриевой керамики.