- •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
Растворение образца.
Навеску образца 1,0-1,5 г, взятую с точностью до 0,0001 г, переносят в стакан на 300 мл. Стакан накрывают часовым стеклом, осторожно через носик стакана прибавляют 10-15 мл смеси азотной и соляной кислот (1:3), выдерживают 30 мин, а затем слегка нагревают до полного растворения навески. Полученный раствор продолжают нагревать до удаления окислов азота. После охлаждения стенки стакана обмывают водой и выпаривают до объема 3-5 мл. Далее раствор переносят в мерную колбу на 250 мл и разбавляют водой до полного объема.
Описание определения
Аликвотную часть 10-20 мл нитратногого раствора переносят в стакан на 250 мл и добавляют воды до 70 мл. Раствор нейтрализуют гидроксидом аммония NH4OH до начала выпадения мути, прибавляют 1-2 капли концентрированной азотной кислоты для растворения осадка и 5 мл избытка HNO3. Затем медленно приливают 50-100 мл молибденовой жидкости. Осадок фильтруют, обрабатывают жидкостью для промывания до удаления молибденовой жидкости, затем водой до удаления кислоты. Осадок смывают водой вместе с фильтрующим тампоном в воронке в стакан, где было осаждение, и прибавляют из бюретки титрованный 0,1 н.раствор NaOH. После. растворения осадка прибавляют 5-6 капель фенолфталеина и титруют избыток щелочи 0,1 н. раствором HNO3.
Расчет результатов титрования проводят по формуле
,
где V и N - объем и нормальная концентрация щелочи и кислоты, мл
- эквивалент P2O5 при титровании фосфорно-молибдатного осадка (равен 3,09);
n - число аликвотных частей раствора,
Лабораторная работа № 13
Определение никеля в Si - Ni
После разложения навески резистивного сплава кремний определяется гравиметрическим методом, а никель – комплексонометрическим титрованием.
Оборудование и реактивы
Бюретка, 25 мл.
Пипетка, 10 мл.
Колбы конические для титрования на 250 мл, 3 шт.
ЭДТА, 0,05 М раствор.
Мурексид - твердая смесь с хлоридом натрия (1:100).
Аммиак, 6 М раствор.
Описание определения
Растворение образца проводится, как в работе 2. Раствор переносят в мерную колбу на 100 мл и разбавляют водой до полного объема.
Для определения никеля к аликвоте 10 мл анализируемого раствора добавляют в колбу для титрования 5 мл 6 н. NH4ОН и немного индикатора мурексида, внося его на кончике шпателя в таком количестве, чтобы раствор окрасился в интенсивно-желтый цвет. Разбавляют раствор водой до 100-120 мл и медленно (реакция образования комплексоната протекает во времени, особенно к концу титрования) титруют 0,05 н. раствором трилона Б. В конце титрования желтая окраска раствора переходит в оранжево – красную, а в момент эквивалентности резко изменяется в фиолетовую от внесения доли капли.
Содержание никеля (в г) во всем объеме колбы рассчитывается по формуле:
,
где Nтр – нормальная концентрация трилона Б;
vтр – объем трилона, пошедший на титрование;
ЭNi – эквивалент никеля;
n – число аликвотных частей в анализируемом растворе.
Содержание никеля в навеске выражается в процентах.
Лабораторная работа № 14
Определение свинца в теллуриде свинца.
Метод основан на комплексонометрическом титровании свинца с эриохромом черным Т в присутствии теллура.
Оборудование и реактивы
Оборудование то же, что в работе 13.
ЭДТА, 0,05 М раствор
Эриохром черный Т – твердая смесь с хлоридом натрия (1:100)
Аммонийная буферная смесь, рН 10 (готовят, смешивая 100 мл 20%-ного раствора аммиака с водой до 1000 мл).
Тартрат калия или натрия, 1 М раствор.
Описание определения
Навеску теллурида свинца 0,5 г растворяют в 20 мл азотной кислоты (1:1). Раствор упаривают и разбавляют водой в мерной колбе до 100 мл.
Для определения свинца к аликвотной части анализируемого раствора
10 мл приливают 5 мл тартрата калия, который является вспомогательным комплексообразующим веществом и мешает выпадению в осадок Pb(OH)2. Затем внося 2 мл буферного раствора, индикатор эриохром черный Т и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски от красной к синей. Раствор при этом не должен быть холодным ( около 40º С). С последней каплей ЭДТА должен исчезнуть красноватый оттенок. Расчет проводится как и в работе 13.
Лабораторная работа № 15
Определение галлия в фосфид-арсениде галлия
Галлий определяют методом обратного титрования избытка, прибавленного ЭДТА раствором ацетата цинка с индикатором ксиленовым оранжевым.
Точность определения ± -,5 отн . %.
Оборудование и реактивы
Бюретки 25 мл, 50 мл
Пипетка 10 мл
Конические колбы для титрования на 250 мл, 3 шт
Аммиак (1:1)
Ацетатный буфер, рН 5,5-6,0 (550 г ацетата натрия растворяют в 1 л воды и добавляют 100 мл 1н уксусной кислоты)
Индикаторная лакмусовая бумага
Ксиленовый оранжевый, 0,5 %-ный водный раствор
Ацетат цинка, 0,05 н. раствор
Трилон Б, 0,1 н. раствор
Описание определения
Навеску 1,0-1,5 г, взятую с точностью до 0,0001 г, растворяют в 10-15 мл смеси азотной и соляной кислот (1:3) при нагревании. Полученный раствор продолжают нагревать до удалении окислов азота, упаривают до влажных солей, растворяют в воде в мерной колбе на 250 мл.
Для определения галлия аликвотную часть раствора 10 мл, содержащую 30-50 мг галлия, переносят в колбу для титрования, разбавляют водой до
100 мл, прибавляют 25 мл трилона Б, нейтрализуют аммиаком (1:1 до рН = 7 по индикаторной лакмусовой бумаге), добавляют15 мл ацетатного буферного раствора, 3 капли индикатора ксиленового оранжевого и титруют раствором ацетата цинка до перехода окраски индикатора из желтой в оранжевую. Содержание галлия в пробе вычисляют по формуле (в %):
,
где v и N – объем и нормальная концентрация растворов
ЭДТА и Zn(CH3COO)2;
ЭGa – эквивалент галлия;
n – число аликвотных частей раствора;
G – навеска (г).