ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРИДА ГЕРМАНИЯ В ВОЗДУХЕ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 614.72*074:546.289.1

М. Д. Бабина

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРИДА ГЕРМАНИЯ В ВОЗДУХЕ

Научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва

Гидрид германия (GeH4) применяют в электротехнике для производства особо чистого германия — германиевых полупроводников. Он представляет собой бесцветный газ с температурой кипения —88,5°. ПДК гидрида германия в воздухе составляет 5 мг/м3. Наиболее широко распространенным реагентом для определения германия в самых разнообразных объектах и средах до сих пор остается фенилфлуорон (Д. П. Щербов и Р. Н. Плотникова). С применением этого реагента описаны методы определения германия в воздухе (М. Д. Бабина), дымовых газах (Н. В. Лебедева и соавт.), производственных и других растворах (Т. М. Решетникова; Sorrentino и Paul). Реакция обладает высокой чувствительностью, поэтому она была использована нами также для определения содержания гидрида германия. Так как германий в этом соединении несет отрицательный заряд, необходимо было предварительно окислить его до Ge+4.

В качестве окислительной смеси были испытаны 0,05 н. раствор перман-ганата калия в смеси с 0,1 н. раствором серной кислоты с последующим разрушением избытка перманганата перекисью водорода; 0,01 н. раствор нитрата серебра в 1 н. растворе азотной кислоты. Первый способ не дал воспроизводимых результатов, вследствие чего от него пришлось отказаться. Лучшие данные были получены во втором случае. Стандартный раствор при этом готовили пропусканием газа через взвешенный поглотитель Полежаева с окислительной смесью при охлаждении. Разность в весе составляла привес гидрида германия. В процессе окисления гидрида германия окислительная смесь мутнеет за счет образования германида серебра. Но через некоторое время раствор становится прозрачным. При взаимодействии нона германия с фенилфулороном образуется комплекс фенилфлуороната германия, окрашивающий раствор в желто-оранжевый цвет. Чувствительность определения 0,25 мкг в анализируемом объеме. Так как реакция твердофазная, для стабилизации суспензии комплекса применяли раствор желатина или крахмала. Максимум полосы поглощения комплекса германия находится при 508 нм.

Ввиду того что приготовление стандартного раствора непосредственно из гидрида германия представляет определенную трудность, мы использовали двуокись германия. Предварительно было установлено, что растворы двуокиси и гидрида германия с одинаковой концентрацией иона германия имеют близкую оптическую плотность (табл. 1). Это свидетельствует о достаточно полном окислении гидрида германия и позволяет заменить газообразный гидрид более доступной двуокисью германия.

Нами изучалась устойчивость окраски раствора во времени. Окраска комплекса неустойчива; в течение 2 ч наблюдается нарастание интенсивности окраски, причем наиболее заметно окраска увеличивается в течение первых 30 мин. Через 2 ч окраска раствора постепенно слабеет, что, по-видимому, обусловлено высаждением комплекса. В связи с неустойчивостью окраски, при использовании фотометрического метода анализа измерение светопоглощения растворов проб и стандартной шкалы необходимо проводить через одинаковые промежутки времени после добавления реагента. При просасывании исследуемого воздуха, содержащего гидрид германия, через поглотительные приборы даже с малой скоростью имеется «проскок» в 3-й и 4-й поглотители. Поэтому пробы отбирали в газовые пипетки, куда затем вносили по 10 мл поглотительного раствора. Для поглощения и окисления германия пипетки с раствором следует оставлять на 3 ч при периодическом встряхивании. При более длительном стоянии пипеток с раствором результаты анализа проб были такие же.

3 Гигиена и санитария Ni 5

65

Таблица 1

Сравнение оптической плотности растворов гидрида и двуокиси германия

Таблица 2

Результаты опытов по определению заданных количеств GeH4

ё»

3

Оптическая плотность растворов комплекса германия при использовании стандартных растворов из

Взято GeH, (в мкг)

Найдено GeH, (в мкг)

Относительная ошибка (в %)

GeH,

Число опытов

GeO.

GeH4

5 94Ü0.9 12,1

5 8,58:Ы,9 23,8

5 0,055^:0.013 0,048^0,009

5 0,194^:0.015 0,177^0.008

5 0,238—0.007 0.24^0,026

5 0,31 l=t0,026 0,306±0,014

130 10,6

4

6 8

При наличии гидрида германия раствор проб слегка мутный, но через 3 ч он становится прозрачным. Можно анализировать и мутные растворы. Оттенок и интенсивность окраски растворов в этом случае остаются без изменения. Газовые смеси определенной концентрации готовили расчетным способом из исходного газа (98—99%) путем разбавления его чистым воздухом в шприцах емкостью 50 мл. При выбранных условиях анализа погрешность определения германия варьирует от ±12,1 до ±23,8% (табл. 2).

Ход анализа. Пробы отбирают в газовые пипетки емкостью 0,25—0,5 л обменным способом. Вносят в них по 10 мл поглотительного раствора (0,01 н. раствор в 1 н. растворе HN03) и оставляют при встряхивании на 3 ч. Для анализа берут 5 мл раствора. Шкалу стандартов готовят одновременно с пробами. Для этого стандартный раствор двуокиси германия (1 мл = 10 мкг Ge) разливают в количестве, соответствующем 0,25—8 мкг. Объем до 5 мл доводят поглотительным раствором. В растворы проб и шкалы вводят по 0,25 мл 1 % раствора желатина или крахмала и по 0,2 мл 0,05% спиртового раствора фенилфлуорона (0,05 г реагента растворяют при слабом нагревании в 90 мл этилового спирта, к которому добавлено 1,5 мл 6 н. раствора серной кислоты. После охлаждения доводят спиртом до 100 мл). Растворы перемешивают и через 30 мин сравнивают окраску проб со стандартной шкалой. При фотоколориметрическом определении применяют зеленый светофильтр или измеряют оптическую плотность окрашенного комплекса на спектрофотометре при 508 мм в кювете с 1 = 1 см.

ЛИТЕРАТУРА. Бабина М. Д. Аналит. химия, 1962, т. 27, № 2, с. 252.— Лебедева Н. В., Винорова Л. И., Григорьева М. Ф. Завод, лабор.,

1966, т. 22, с. 1208. — Л е бе де в а Н. В. Там же, 1964, т. 30, с. 1331.—Решетникова Т. М. В кн.: Новые методы анализа химического состава подземных вод. М.,

1967, с. 36. — Ш е р б о в Д. П., Плотникова Р. Н. Аналит. химия, 1972, т. 27, в. 4, с. 740. — So г г е n t i п о F. A., Paul J., Microchem. J., 1970, v. 15, p. 446.

Ю. Ю. Лурье, В. А. Одарюк

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БПК-ПОЛНОГО СТОЧНЫХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрологии, Москва

Биохимическая потребность в кислороде сточных вод определяет количество кислорода, используемое при биохимических процессах окисления органических веществ. Определение истинного значения «полного» ВПК затруднено: когда в пробе остается мало органических веществ, ВПК в одной общей форме складывается из того количества кислорода, которое

Поступила 29/Х 1974 г.

УДК 682.312.3