催化極譜法測定純銦中的痕量硅

一、方法要點

硅的極譜測定有間接法、直接發與伏安法等。本法在一定條件下使SiO₄^2-與MnO₄^2-形成β-12-硅鉬酸。通過測定硅鉬酸中組成鉬的催化波來間接測定硅，靈敏度為7×10^-10mol/L，本法應用于高純銦中痕量硅的測定，可檢測至4×10^-6%。

二、試劑與儀器

(1)極譜底液：2.5%氯酸鉀 -0.1mol/L苯羥乙酸 -0.25mol/L硫酸。

(2)試樣表面腐蝕劑：乙酸-硝酸-氫氟酸(5：15：2)。

(3)鉬酸銨溶液：0．5％、10％。

(4)硅標準溶液：0．1μg／mL。

(5)8960型極譜儀。

三、分析步驟

銦試樣置于聚四氟乙烯燒杯中，加數毫升表面腐蝕劑，劇烈作用片刻，用水反復沖洗至干凈，干燥表面，稱量0．5000g，剪成細粒，逐顆投入盛氫氟酸(1+4)的鉑坩堝中，作用數分鐘，用水沖洗至凈，將水傾盡，加蓋，置于6mL,混合酸(0．4mol／L 硝酸-2．7mol/L硫酸)，加熱分解待試樣分解完畢，加水12mL、10％鉬酸銨溶液1．5mL，攪勻，置于40～50℃水浴中20min，轉入盛4mL 19mo1／L硫酸的萃取瓶中，搖勻，準確加入10mL乙酸乙酯，萃取1~2min，靜置分層，吸出有機相用1．5mol／L硫酸10mL振蕩洗滌兩次，用移液管吸出5mL有機相于25mL分液漏斗中，用4mo1／L氨水6～10mL反萃取兩次，反萃取液放入25mL或50mL容量瓶中，放置過夜，用水稀釋至刻度，搖勻，吸出1mL于10mL容量瓶中，加底液至刻度，搖勻，轉入極譜池中。通氮除氧5min，用儀器直流部分、滴汞工作電極及汞層陽極，于一0．5～0.9V記錄鉬催化波。

用鉬標準溶液(5μg／mL)峰高計算結果，按硅鉬酸H8[Si(Mo2O7)6]中硅與鉬的組成比計算硅量，換算因子為40．99。

四、標準曲線的繪制

分別取硅標準溶液(0.1μg／mL)0.0、0.1、0．2、0.3、0.4、0.5mL于鉑坩堝中，加0.5mL 0.6mol／L硫酸、5mL 0.5％鉬酸銨溶液，攪勻，置于40～50℃水浴中20min，轉入盛3mL4．5mol／L硫酸的管式萃取瓶中，搖勻，準確加入10mL乙酸乙酯，萃取1～2min，靜置分層，吸出有機相用1．5mol／L硫酸l0mL振蕩洗滌兩次，用移液管吸出5mL有機相于25mL分液漏斗中，用4mol／L氨水6～10mL反萃取兩次，反萃取液放入25mL或50mL容量瓶中，放置過夜。用水稀釋至刻度，搖勻，吸出1mL于10mL容量瓶中，加底液至刻度，搖勻，轉入極譜池中，通氮除氧5min，用儀器直流部分、滴汞工作電極及汞層陽極，于-0.05～0.9V記錄鉬催化波，由鉬波峰高與相應的硅濃度作圖，繪出硅標準曲線。

五、注意事項

(1)為避免基體元素水解，采用較高的酸度與鉬酸銨濃度。當鉬酸銨濃度為0．8％時，適宜的酸度為0.1～0.6mol／L；當溫度為40～60℃時，放置20min，可形成穩定的β-硅鉬雜多酸。

(2)萃取酸度為3．6～4．5mo1／L時，磷鉬酸與砷鉬酸遭到有效破壞，從而消除磷或砷的干擾，當硅為0.1μg時，可允許75μg磷或砷存在。

(3)萃取劑選擇是極譜間接法測定硅的關鍵，比色法中常用的正丁醇或異戊醇，由于水相在有機相中溶解度大，大量。MoO₄^2- 溶入有機相，難以洗凈，導致結果大大偏高，乙酸乙酯是一優良萃取劑，既能定量萃取β-硅鉬酸，游離的MnO₄^2-又易于洗凈，因而得到可靠的結果。

(4)因水的用量最大，要注意水的純度。用MOS電路制造工藝制的反滲透水中可溶硅為0.6～lng，總硅1．5～5ng，優于石英亞沸蒸餾水及離子交換水，實驗總空白值通常為20～30ng。