Способ определения кислорода, связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах

Способ определения кислорода, связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для определения кислорода , связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах. Сущность изобретения: в исходную пробу предварительно вводят оксид металла , выбранного из ряда: алюминий, иттрий, галлий, цирконий, в количестве 0,25-1,25 моль на 1 моль выделившегося в процессе восстановления неустойчивого оксида , или исходную пробу предварительно прессуют под давлением 1000-3000 кг/см2. Затем осуществляют прокаливание пробы в восстановительной атмосфере и количественную регистрацию по изменению веса пробы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)з G 01 и 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4855176/26 (22) 27.07.90 (46) 28.02.93, Бюл. M 8 (71) Институт химии Уральского отделения

АН СССР (72) Г.В.Базуев и О.B,Ìaêàðîeà (56) P.К., Gallgher, Н.M.O Bryan, S.À.Sunshine. "Oxygen staichiometry in

Ва21СщОх", Mater.Res, Bull. v.22, N 7, 1987, с.995-10006, Семиноженко В.П„Нартова 3.М., Шевцов Н;М, и др. Определение кислорода. связанного с медью s высокотемпературных сверхпроводящих керамиках, Препринт АН

УССР ДонФТИ, Донецк: 1987, с,9, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА, СВЯЗАННОГО С МЕДЬЮ ИЛИ КОИзобретение относится к аналитической химии. а именно к определению содержания кислорода связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах, содержащих какойлибо гигроскопический или неустойчивый на воздухе оксид металла. например барий (Ва), в частности в высокотемпературных сверхпроводниках.

Целью изобретения является повышение точности определения содержания кислорода, связанного с медью или кобальтом или никелем в сложных оксидах.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения кислорода, связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах путем прокаливания пробы в восстановительной атмосфере и количественной регистрации по изменению веса пробы, или в исходную пробу предварительно вводят оксид метал„„5U „„1798658 А1

БАЛЬТОМ, ИЛИ НИКЕЛЕМ В ПОРОШКООБРАЗНЫХ СЛОЖНЫХ ОКСИДАХ (57) Использование: для определения кислорода, связанного с медью или кобальтом, или никелем в порошкообразных сложных оксидах. Сущность изобретения: в исходную пробу предварительно вводят оксид металла, выбранного из ряда: алюминий, иттрий, галлий, цирконий, в количестве

0,25 — 1,25 моль на 1 моль выделившегося в процессе восстановления неустойчивого оксида. или исходную пробу предварительно прессуют под давлением 1000-3000 кг/см .

Затем осуществляют прокаливание пробы в восстановительной атмосфере и количественную регистрацию по изменению веса пробы; ла. выбранного из ряда: алюминий, иттрий, галлий, цирконий, в количестве 0,25-1,25 моль на 1 моль выделившегося в процессе восстановления неустойчивого оксида, или исходную пробу предварительно прессуютпод давлением 1000 — 3000 кг/см .

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы неизвестен способ определения содержания кислорода, связанного с Си или Со или М в порошкообрэзных сложных оксидах путем или ввода в пробу оксидов А(20з или У20з или

Оа20з или Zr02 или прессования пробы под давлением 1000-3000 кг/см2. Оксиды алюминия, иттрия, галлия или циркония связывают выделившееся при разложении анализируемого соединения активные оксиды (в частности, Ва), что предотвращает их унос с парами воды и обуславливает образование устойчивых весовых форм. Использование анализируемой пробы в

1798658 сида иттрия УгОз (0,25 молей на 1 моль выделившегося по . реакции

ВаСцОг+Нг=ВаО+Со+НгО оксида бария

ВаО). Смесь перетирают, полученную навеску массой 0,6234 r помещают в молибдено50 вую лодочку, загружают в печь и в течение

15 мин, промывают в токе водорода, Затем навеску нагревают в течение 2 часов при

950 С при непрерывном токе водорода.

Печь охлаждают.; не прекращая протока ra- 55 эообраэного водорода, до комнатной температуры и взвешивают продукт. Масса образца после обработки составляет .0.5814 г. Потеря массы равна 0,0420 г. Соспрессованном виде предохраняет выделившиеся свободные оксиды от контакта с атмосферой и повышает точность определения массы продукта восстановления.

При уменьшении колйчества вводимого оксида точность анализа понижается вследствие присутствия в продукте восстановления несвязанного .неустойчивого оксида.

При добавлении оксида алюминия или окси- да иттрия или. оксида галлия или оксида циркония .выше: указанного отношения . точность анализа понижается иэ-за увеличения погрешности определения убыли массы образца.

Величина давления при прессовании 15 пробы 1000-3000 кг/см обеспечивает необходимую механическую прочность образца.

Давление меньше 1000 кг/см не обеспечи г . вает сохранение компактной формы в процессе восстановления. Применение давления, превышающего 3000 кг/см неце-, г лесообраэно из-за необходимости приме-. нения специального оборудования.

Эталонный образец . Навеску 0,5005.r эталонного порошкообраэного образца . 25

ВаСцОг,оос размером частиц 0,2-0,8 мм по- мещают в молибдейовую лодочку, загружают а п еaчь и в течение 15 мин промывают в токе водорода. Затем образец нагревают в" течение 2 ч при 9500С при непрерывном токе водорода. Печь охлаждают, не прекращая ток водорода, до комнатной температуры и взвешивают. Потеря массы в процессе восстановления в трех параллельных опытах составляет 5;31, 5,58 и 5,90%, Рассчи- 35 танное исходя из этих значений среднее содержание кислорода составляет12.56 мас. g, :. (соответствует составу BaCuO<,в1+о,оэ при погрешности определения S=0,31(0,27ô),. что значительно ниже теоретического зна- 40 чения 13,74 мас, f., соответствующего составу эталона ВаСиОг,oo.

Пример:1. В йавеску 0,5500 г эталонного порошкообраэного. образца сложного оксида ВаСиОг.0о добавляют 0,1333 r ок- 45 держание кислорода, рассчитанное исходя из изменения массы в процессе восстановления в токе водорода по трем параллельным опытам составляет 13,62 мас, j, при погрешности определения S=0,16(+0,08®, что почти в 2 раза ниже,чем по способу-прототипу. Состав соединения по результатам анализа отвечает формуле BaCuO>,ив+о,ог.

По данным рентгенографического анализа, выделившийся при разложении ВаСцОг оксид бария связан в соединении ВаУг04 и

ВазУ409, характеризующиеся устойчивой весовой формой, В примерах 2,3, а также 5 и 6, 8, 9 приведены результаты анализа содержания кйслорода, связанного с медью в эталонном соединении YBazCueOeee, представляющем иэ себя высокотемпературный сверхпроводник сТс 92 К. Содержание кислорода в эталоне YBa2CU30e,88+о,ог было установлено с помощью термоанализатора в BOGстановительной атмосфере при непрерывной записи изменения массы пробы при нагревании, Пример 2; В навеску порошкообразного соединения сверхпроводника

YBazCueOe,ac+0,аоо г добавляют 0,0368т оксида алюминия (А!гОэ) (1 моль AbOe на 1 моль выделившегося по реакции

УВагСцэОе,вв + 3,38 Нг - 1/2УгОэ+

+2ВаО+ЗСцО+3,38 НгО оксида бария).

Смесь перетирают. Навеску порошка этой смеси 0,1375 r помещают в молибденовую лодочку, загружают в печь и обрабатывают по примеру 1. Образец взвешивают. Масса навески после восстановления равна

0,1290 г, потеря массы составляет 0,0085 г. .Указанную потерю массы относят к навеске

УВагСщОб,ee, подвергнутый восстановлению и по изменению массы исследуемого соединения при восстановлении в токе водорода определяют содержание кислорода связанного с медью, Содержание кислорода связанного с медью в анализируемом образце составляет 7,35 мас.7, Общее содержание кислорода в анализируемом образце составл я ет 16,53 мас.$. Соста s исходного оксида отвечает формуле

YBazCueQe,eel,02, т.е. практически точно отвечает истинному. По данным рентгенофаэового анализа, выделившийся при разложении оксид бария связан в тройной оксид иттрия, алюминия и бария, характеризующийся устойчивой весовой формой.

П р-и м е р 3. Образец спрессованного при давлении 15000 iver/смг сложного оксида

УВагСцзОб,ee массой 0,5000 r помещают в молибденовую лодочку и подвергают обработке по примеру 1. Масса образца после

1798658

Пример 8. Образец спрессованного при давлении 3000 кг/см сложного оксида восстановления составляет 0.4594 г, потеря массы 0,0406 г, Этой величине соответствует 7,37 мас.% кислорода, связанного с медью, Общее содержание кислорода в анализируемом образце составляет 16,55%, со- 5

УВагСизОв,вв массой 0,7500 г помещают в молибденовую лодочку и подвергают обработке по примеру f. Масса образца после восстановления составляет 0,6890 г, потеря став исходного оксида соответствует формуле УВа СзОв.второ,оъ массы — 0,0610. Этой величине. соответствуП р и мер 4. В навескупорошкообраз- ет 7,38 мас.% кислорода. связанного с ного соединения Lao,вВао,гСоОз+х 0.5000 г медью. Общеесодержание кислорода в:анадобавляют 0,0501 г оксида циркония 2гО 10 лизируемом образце составляет 16.56%, со(1 моль ZrOz на 1 моль ВаО) смесьтщатепьно .став исходного оксида соответствует перетирают в яшмовой ступке. Навеску по- формуле УВа СцзОввв=ьци. рошка этой Смеси 0,3853 г помещают в мо- Пример 9. Образец спрессованного либде новую лодочку и подвергают . при давлении 1000 кг/см сложного оксида обработке по примеру 1. Масса образца по- 15 Lao,вВао,4й!Оз,оо массой 0,4828 г помещают сле взвешивания составляет 0,3482 г, поте- молибденовую лодочку и подвергают обраря массы 0,0371 г. Этой величине - ботке по примеру 1. Масса образца после соответствует 9,52 мас.% кислорода, свя- восстановления составляет 0,4316 г, потеря эанного с кобальтом. Общее содержание массы.0,0512 г. Этой величинесоответствукислорода в анализируемом образце со- 20 ет9,84 .êèñëîðîäa,связанного с никелем. ставляет 19,71%, состав исходного окси- Общее содержание кислорода в анализируда . соответствует формуле емомрбразце составляет 19,51 состав ис ао,в Ваод Соз.аз+ о,о2 ходного оксида отвечает формуле

Пример 5. Навеску 0,2143 г порошко- Lao,âÂào,4N12,ee+e,о . образного YBazCug07-х помещают в молиб- 25 Таким образом, предлагаемый способ деновую лодочку и подвергают обработке определения кислорода свяэанйого с по примеру 1. Масса образца после извле- медью, никелем или кобальтом в порошкочения из печи не является постоянной и образныхсложныхоксидах, посравнениюс увеличивается q выдержкой в атмосфере известным обеспечивает образование ставоздуха. Рентгенофаэовый анализ показал 30- бильных весовых форм продуктов при восприсутствие продукте восстановления гид- становлении, устраняет возможность рооксида Ва(ОН) и карбонатабария ВаСОз.. частичного уноса оксида бария иэ образца с

Пример 6. Образец УВа СозОт-х парами воды,темсамымповышаетточность массой 0,5000 г. спрессованный при давпе- определения массы образца в анализируении 800 кг/см, помещают в молибденовую 35. мом соединен»»и. Погрешность определелодочку и подвергают обработке по приме- ния содержания кислорода, связанного с ру t. После охлаждения до комнатной тем- медью, в эталонном соединении при исп ературы образец оказался в пользовании предлагаемого способа уменьпорошкообразномсостоянии,массаегояв-... шена в 2 раза по сравнению со ляется непостоянной и увеличивающейся с 40, способом-прототипом. температурой. Рентгенофаэовый анализа . показал присутствие в продукте гидроксида .. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Ba(OM)z и карбоната бария ВаСОз. Способ определения кислорода. свяПример 7. В навеску 0,2500 г порош- занного с медью или кобальтом. ипи никекообразного Lao,вВао.4йЮз,оо добавляли 45 лем в порошкообразных сложных оксидах, 0,0956 г оксида галлия Ga20j (1,25 моль — включающий прокаливание пробы в восстаGa20g на 1 моль ВаО), смесь тщательно пе- новительной атмосфере и количественную ремешивали, навеску этой смеси массой регистрацию rio изменению веса пробы. о т0,3337 r подвергали обработке по примеру ли ч а ю щи и с я тем, что, с целью повыше1. Масса . навески после обработки 50 ния точности анализа, в исходную пробу составляла 0,3072 г, потеря массы 0,0255 г. предварительно вводят оксид металла, выЭтой величине соответствует 982% .кисло- ° бранного иэ ряда: алюминий, иттрий, галрода, связанного с никелем. общее содер- лий, цирконий, в количестве 0;25 — 1,25 моль жание кислорода в анализируемом образце на 1 моп ь выделившегося в процессе восстасоставляет 19,49%,состав исходного соеди- 55 новления неустойчивого оксида,, ипи исход-. нения отвечает . формуле ную пробу предварительно прессуют под

Lap,üBao.»%OS.9â -о,ог. давлением 1000-3000 кг/см .