Аналитический контроль качества титаната бария (стр. 4 из 5)

Ba(I) – 3501,1 Ba - 3071,6

Ti(I) – 3385,9 Ti – 3073,0

Таблица 3.2.1. Влияние режимов работы генератора УГЭ-4 на ΔSBa и Ti; τэ=40с.

Режим УГЭ - 4	д/ч 2			д/ч 3
	2А	6А	8А	2А	6А	8А
± 90º – 90º + 90º – 45º – 60º – 120º – 130º	0,740,810,67————	0,901,090,750,951,110,890,42	0,800,840,70————	0.240.280,13————	0.450,500,33————	0,400,440,30————

3.3 Методика эксперимента

Для проведения исследований использовали 3 образца титаната бария с известным соотношением Ba:Ti.

№1 эталон Ba:Ti = 0,995

№2 эталон Ba:Ti = 0,974

№3 эталон Ba:Ti = 0, 957 К навескам угольного порошка (по 1,0 г) добавляли навески 3-х проб (по 0.1г), взятые на аналитических весах. Далее навески растирали в яшмовой ступке не менее 40 мин каждую. Полученной смесью заполняли угольные электроды, по 8 штук каждой пробы. Затем электроды фотографировали спектрографом на фотопластинку. После фотографирования пластинку проявляли, сушили и находили соответствующие линии по атласам на спектропроекторе.

Однако, тангенс угла наклона этих прямых недостаточен для аналитических исследований. Следовательно, для получения достаточно выраженной зависимости необходимо было провести оптимизацию условий спектрографирования (подбор других спектрографических параметров, изменение спектрографической основы, введение спектрографических добавок (например, NaCl)).

3.4 Подбор оптимальных условий соотношения BaTiO3 и угольного порошка

С целью выявления оптимальных условий спектрографирования были изучены следующие соотношения BaTiO3 и угольного порошка: 1:0, 1:1, 1:2, 1:4, 1:5, 1:8, 1:10. Исследования проводили согласно методике эксперимента с эталоном № 1 (Ba:Ti=0,995) по 3 параллельных измерения каждого соотношения. Из таблицы 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3 следует, что наиболее оптимальным условием является соотношение 1:10.Так как у Ba в данном соотношении более четкие линии и наиболее высокая воспроизводимость.

Таблица 3.4.1.

BaTiO3/угольн.порошок	ΔSBaλ=3071,6	(из 3 знач.)	ΔSTiλ=3385,9	(из 3 знач.)	(из 3 знач.)
1:0	0,610,390,44	0,48	1,200,690,99	0,96	0,50
1:1	0,830,580,70	0,70	1,411,111,06	1,19	0,59
1:2	0,820,820,73	0,79	1,491,291,37	1,38	0,57
1:4	0,640,740,62	0,67	1,231,121,06	1,14	0,59
1:5	0,870,880,72	0,82	1,251,401,39	1,35	0,61
1:8	0,630,550,56	0,58	1,301,331,31	1,31	0,44
1:10	0,640,640,73	0,67	1,261,341,16	1,25	0,54

Таблица 3.4.2.

BaTiO3/угольн.порошок	ΔSBaλ=3071,6	(из 3 знач.)	ΔSTiλ=3073,0	(из 3 знач.)	(из 3 знач.)
1:5	0,870,880,72	0,82	1,301,531,47	1,43	0,57
1:10	0,640,640,73	0,67	1,581,581,58	1,58	0,42

Таблица 3.4.3.

BaTiO3/угольн.порошок	ΔSBaλ=3501,1	(из 3 знач.)	ΔSTiλ=3385,9	(из 3 знач.)	(из 3 знач.)
1:5	1,451,351,08	1,29	1,251,401,39	1,35	0,96
1:10	0,870,820,94	0,88	1,261,341,16	1,25	0,71

3.5 Построение градуировочного графика зависимости почернения спектральных линий от различного соотношения Ba и Ti

Для исследования зависимости были рассмотрены уже известные эталоны:

№1 Ba:Ti=0,995

№2 Ba:Ti=0,974

№3 Ba:Ti=0,957

Определение проводили по разработанной методике. Использовали оптимальное соотношение BaTiO3 и угольного порошка 1:10. Проводили пять параллельных измерения каждой смеси. Использовали следующие длины волн:

Baλ=3501,1

Tiλ=3385,9

Baλ=3071,6

Tiλ=3073,0

Как следует из приведенных данных, наибольший наклон наблюдается у прямой, полученной для сопряженных гомологичных аналитических линий при длинах волн 3501,1(Ba) и 3385,9(Ti). Почернение выбранных аналитических линий в дальнейшем будем исследовать, добавляя в спектрографируемую смесь некоторые носители (известно что носителями на Ba является CaFи NaF, а на Ti – ZiF2 и NaCI+NaF) с целью получения более четко выраженной зависимости почернения спектральных линий от соотношения Ba:Ti.

3.6 Влияние спектрографического буфера NaF на соотношение Ba:Ti в титанате бария

Исследование зависимости NaF на соотношение Ba:Ti проводили аналогично пунктам 3.3, 3.4, 3.5, смешивая при оптимальном соотношении 1:10 соответственно: 0,1г BaTiO3, 0,1г NaF и 0,8г угольного порошка.

3.7 Влияние концентрации NaF на интенсивность почернения спектральных линий эталонов

Влияние концентрации NaF изучали на основании методики .Вводили в каждый эталон 0,05 г, 0,1 г, 0,2 г, 0,3 г фторида натрия, что соответствует 5 %, 10%, 20%, 30% фторида натрия. На основании полученных результатов занесенных в таблицы 3.7.1, 3.7.2, 3.7.3,3.7.4, были построены графики.

Из графика видно, что увеличение концентрации NaF для титаната бария с различным соотношением Ba:Ti приводит к неоднозначным результатам,что связяно с различным влиянием этого носителя на характер испарения Ba:Ti. На основании графика можно сделать вывод, что при добавлении 0,1г NaF воспроизводимость выше, но tg угла наклона недостаточен, поэтому стали исследовать влияние других носителей.

3.8 Влияние спектрографической добавки NaCI и NaF на соотношение Ba:Ti в титанате бария

Изучение проводили по методике, добавляя NaCI и NaF по 0,05 г в каждый эталон.

Кроме того, наблюдается большой разброс результатов определения. Следует рассмотреть введение других добавок.

3.9 Влияние спектрографического буфера CaF2 на соотношение Ba:Ti в титаните бария

Исследования выполнялись методами описанными выше. В каждую из трех смесей добавлялось 0,1 г CaF2 . Изучение проводилось при оптимальных условиях соотношения титаната бария и угольного порошка = 10:1.

Это связано, вероятно, с образованием легколетучих фторидов, имеющих более низкие температуры кипения, чем соответствующие металлы или оксиды. Наклон графика значительно выше, очевидно, за счет образования более легколетучих фторидов Ва, в отличие от фторидов Ti, интенсивность образования которых к тому же, очевидно, блокируется ионами Са2+, образующимися в источнике возбуждения. Можно предположить что это происходит за счет различной скорости испизарения Ba и Tiиз кратера электрода[13].

3.10 Влияние спектрографического буфера ZnSiF на соотношение Ba:Ti в титанате бария

Спектрографический буфер на Ti-ZnF в данной работе был заменен на ZnSiF.

Изучение проводилось согласно известной методике в оптимальных условия соотношения титаната бария и угольного порошка. В каждый эталон добавлялось 0,1г ZnSiF.

Согласно графику построенному прямолинейная зависимость практически не наблюдается.

4. Сравнительная характеристика влияния носителей

Уравнения линейной части градуировочных графиков рассчитаны по методу наименьших квадратов и имеют следующий вид:

ΔSBa/ΔSTi= а+b (CBa/CTi)

где а- величина отрезка, отсекаемого на оси ординат, b-тангенс угла наклона градуировочной прямой

Уравнения линейной части градуировочных графиков и коэффициенты корреляции (r) указаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Сравнительная характеристика влияния носителей

Носители	Уравнение прямолинейной части градуировочного графика	Коэффициент корреляции	b (tg угла наклона)
10:1		0,9846	3,905
NaF		0,9844	2,603
NaCl+NaF		0,9375	4,577
CaF2		0,9954	8,735
ZnSiF		0,1163	0,5198

Из таблицы видно, что в целях аналитического применения для атомно-эмиссионного определения соотношения Ba:Ti в титанате бария наиболее приемлем фторид кальция.

5. Методика химико-атомно-эмиссионного определения соотношения Ba:Ti в титаните бария

На основании проведенных исследований была разработана методика определения соотношения Ba:Ti в титанате бария.

Ход определения

К навеске титаната бария (0,1000 г) добавляют CaF2 в количестве 0,1 г и угольный порошок (0,8 г) , взятые на аналитических весах. Затем смесь растирают в яшмовой ступке не менее 40 мин. Полученной смесью заполняют стандартные угольные электроды по 5 штук. Далее фотографируют спектры на спектрографе ДФС-452 с универсальным генератором УГЭ-4 во втором порядке решетки 600 штр./мм с трехконденсорной системой освещения через промежуточную диафрагму высотой 5 мм при ширине щели 0,01 мм (I = 6 А; время экспозиции - 40 с, положение барабана (область спектра) - 340 нм) на фотопластинку "Для ядерных исследований". После фотографирования пластинку проявляют, высушивают и находят соответствующие линии по атласам на спектропроекторе. Измеряют почернение аналитических линий Ba и Ti на микрофотометре (λBa(I) – 350,11; λTi(I) – 338,59 нм). По градуировочному графику