---

УДК 669.782:543.06:006.354 Группа BW

КРЕМНИЙ ЧЕТЫРЕХХДОРИСТЫЙ Метод определения дкхлорсилана, трихлорсилана.

тетрахлорида кремния, 1, 3, З_г 3-тетрахлордисилоксана>

1

26239.6—84

ГОСТ

, 1, 3, 3-тетрахлордисилоксана, пентахлордисилоксана,
гексахлордисилоксана, гексахлор ди силана

Silicon tetrachloride. Method of dichlorsilane, trichlorsilane, silicon tetrachloride, 1, 3, 3, 3-tetra- chlordisiloxane, 1, 1, 3, 3-tetrachlordisilane, pentachlor­disiloxane, hexachlordisiloxane, hexaclordisilane determination

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июлж 1984 г. № 2490 срок действия установлен

с 01.01.86 до 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает хроматографический метод определения дихлорсилана от 0,1 до 10 %_т трихлорсилана от 0,1 до> 50 %, тетрахлорида кремния от 30 до 95°/о, 1,3,3,3-тетрахлордиси­локсана от 0,02 до 2'%, 1, 1,3, 3-тетрахлордисилоксана от 0,02 до 2 %, пентахлордисилоксана от 0,02 до 2 %, гексахлордисилоксана от 0,02 до 2 %, гексахлордисилана от 0,02 до 2 % в четыреххлорис­том кремнии при суммарном содержании 1,3,3,.З-тетрахлордиси- локсана, 1,1,3,3-тетрахлордисилоксана, пентахлордисилоксана, гексахлордисилоксана и гексахлордисилана в четыреххлористом кремнии от 0,02 до 10 %.

Метод основан на хроматографическом разделении компонентой в режиме программируемого нагрева колонки с последующим де­тектированием по теплопроводности и расчетом массовых долей определяемых компонентов по площадям хроматографических пи­ков с учетом коэффициентов относительной чувствительности детек­торов к определяемым компонентам.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 26239.0—84.

2. А

   Издание официальное

   
   

   Перепечатка воспрещена

   
   ППАРАТУРА,-РЕАКТИВЫ, МАТЕРИАЛЫ

Хроматограф ЛХМ-8МД с* детектором по теплопроводности, ре­гистрирующим устройством, блоком осушки газа-носителя, шприце­вой системой ввода образцов и блоком программирования темпе­ратуры термостата колонок.

Колонки хроматографические стеклянные или металлические .длиной 4 м, диаметром 2—4 мм.

Интегратор электронный И-02.

Ловушка стеклянная (см. ГОСТ 26239.6—84) с таблетированной

^гидроокисью калия, ч.д.а.

Насос форвакуумный ВН 461М.

Шкаф сушильный вакуумный на температуру до 200 °С.

Весы аналитические.

Секундомер по ГОСТ 5072—79.

Шприцы хроматографические со шкалой 0—0,01 см³.

Бюксы стеклянные — 5—10 см³.

Стаканы стеклянные вместимостью 200 см³.

Ч

2—4 мм.

торопластовым

ашки фарфоровые диаметром 50 мм.

Воронка стеклянная с отростком диаметром

Пробоотборник вместимостью 50—100 см³ с экраном (см. ГОСТ 26239.6—84).

Стеклоткань.

Трубка фторопластовая диаметром 5 мм.

Носители твердые силанизированные: хроматон N-AW, сферо- :хром-2, цветохром 1КДМДХС фракции зернением 0,250—0,315 мм.

Неподвижная фаза — полиметилсилоксановый каучук SE-30.

Трихлорсилан очищенный с массовой долей примесей не более 0,01 %.

Шланги вакуумные ПХВ с внутренним диаметром 8 мм.

Тетрахлорид кремния очищенный с массовой долей примесей не более 0,01 %.

Гексахлордисилоксан хроматографически чистый с массовой до- .лей примесей не более 0,01 %.

Спирт этилозый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.

Ацетон по ГОСТ 2603—79.

Эфир диэтиловый,

X. ч.

Хлороформ медицинский по ГОСТ 20015—74.

Ангидрон.

Фосфора пятиокись.

Цеолит Na 5Х.

Таз-носитель — гелий газообразный, ос.ч. .Азот жидкий по ГОСТ 9293—74.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

   1. Приготовление сорбента и заполнение хро­

матографических колонок

Твердый носитель — хроматон N-AW, сферохром-2 или цвето­

хром 1КДМДХС просушивают в сушильном шкафу при температу­ре 120—130 °С в течение 5—6 ч. Высушенный носитель (100 г) взве­шивают в фарфоровой чашке с погрешностью не более 0,01 г.

Неподвижную фазу в количестве 10 % от массы твердого но­сителя взвешивают в стакане с погрешностью не более 0,01 г и растворяют в хлороформе (10 см³ на 1 г неподвижной фазы).

Заливают твердый носитель в фарфоровой чашке раствором

неподвижной фазы в хлороформе и тщательно перемешивают.

Затем растворитель испаряют при непрерывном перемешивании; нагревая при 50 °С на закрытой электроплитке в вытяжном шкафу. Хроматографические колонки перед заполнением прочищают ватным тампоном на проволоке и промывают последовательно аце­тоном, этиловым спиртом и диэтиловым эфиром. По окончании про­мывки колонку сушат при 100—120 °С при продувке газом-носите­лем в течение 30 мин.

Один конец чистой высушенной колонки закрывают тампоном из стеклоткани и соединяют вакуумным шлангом ПХВ с линией форвакуумной откачки. Через другой конец проводят заполнение колонки сорбентом с помощью воронки при непрерывной откачке и легкой вибрации колонки. Следует заполнять колонку до уров­ня на 3—5 мм ниже торца. По окончании заполнения второй ко­нец колонки также закрывают тампоном из стеклоткани. Качест­во заполнения стеклянных колонок проверяют визуально. При на­личии пустот их устраняют легким встряхиванием колонки. А^!е- таллические колонки заполняют дозированным по объему коли­чеством сорбента.

Заполненную колонку устанавливают в термостат хроматографа

и кондиционируют — продувают сухим газом-носителем в течение 5—6 ч при 250°С. Нагрев до 250°С проводят со скоростью 10- 15 ^oQ/mhh.

Для сушки газа-носителя на линии подачи газа устанавливают две колонки: первая по ходу газа-носителя заполняется ангидро­ном, вторая пятиокисью фосфора (10%) в смеси с цеолитом (90 % )• Кондиционированную колонку подсоединяют к детектору.

Приготовление градуировочной смеси тетрахлорида кремния и гексахлордисилоксана проводят смешиванием компонентов в пробо­отборнике.

Взвешивают пробоотборник. Заливают в пробоотборник 20 см³¹ чистого тетрахлорида кремния. Откачивают форвакуумным насо­сом для удаления избытка тетрахлорида кремния наружную по-лость крана. Взвешивают пробоотборник с тетрахлоридом кремния

на аналитических весах и по разности масс определяют количество

введенного в пробоотборник тетрахлорида кремния т_х в граммах.

Вводят в пробоотборник 10 см³ гексахлордисилоксана и также ве­совым методом определяют его количество т₂ в граммах. Массовые

доли компонентов в смеси (Q_z) в процентах вычисляют по формуле

/

•100,

И;

к/ПіЧ-ІПз

где т_і— масса ьго компонента в смеси, г.

Градуировочную смесь хранят в пробоотборнике, не допуская

длительного контакта смеси с атмосферой.

ной чувствительности

Определение коэффициентов относительной чувствительности проводят по хроматограмме градуировочной смеси, приготовленной по п. 3.2.

Включение и вывод хроматографа на рабочий режим проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. Рабочий режим хроматографа:

Параметр Номинальное

значение

Ток детектора 90—100 мА

Начальная температура колонки 30—40°С

Скорость программируемого нагрева колонки 3—4°/мин

Температура термостата детектора 130°С

Температура испарителя 115—145 °С

Объемная скорость газа-носителя (гелия) 30—40 см³/мин

Скорость ленты потенциометра 600 мм./ч

Время выхода прибора на режим 2 ч

Предельная температура нагрева

хроматографических колонок 130 °С

После выхода прибора на режим проводят тренировку хромато­графической колонки путем введения шприцем 5—7 доз градуиро­вочной смеси объемом 5-Ю"³ см³.

В хроматографическую колонку готового к работе прибора вво­дят градуировочную смесь. Введение градуировочной смеси прово­дят с помощью шприца. Часть градуировочной смеси из пробоотбор­ника отливают в бюкс. Из бюкса смесь отбирают шприцем. Объем вводимой дозы составляет 5-Ю”³ см³.

Одновременно с введением в испаритель хроматографа дозы градуировочной смеси включают блок программирования темпера­туры и производят регистрацию хроматограммы с помощью само­писца. Идентификацию компонентов производят по порядку выхода пиков. В указанных условиях первым из колонки элюируется тетра­хлорид кремния.Площади хроматографических пиков (S _t- ) тетрахлорида крем­ния и гексахлордисилоксана в вольтах на секунду определяют с по* мощью электронного интегратора.

Расчет коэффициента относительной чувствительности (Кзцосц) для гексахлордисилоксана по тетрахлориду кремния проводят по формуле

^

A"s^;₂oci„

SLOCl/^SiCh

⁵SI₂OC1/^S1C1₄ *

Процедуру снятия хроматограммы градуировочной смеси, опре­

деления площадей хроматографических пиков и расчета Ksi₂oci.

проводят трижды. Затем вычисляют среднее арифметическое ре­зультатов ЭТИХ трех определений K_Si₂OC!_e .

Допустимое расхождение крайних значений ^si₁ocl_li• составля­ет 4 %. В случае больших расхождений определение коэффициен­та относительной чувствительности проводят заново.

тельности по тетрахлориду кремния для остальных компонентов ис­пользуют выражение

где Ki —коэффициент относительной чувствительности по тетра­хлориду кремния для 1-го компонента;

п — число атомов хлора в молекуле 1-го компонента.

Пробоотборник откачивают до остаточного давления 10”¹ тор

(13 Па). К откачанному пробоотборнику присоединяют фтороплас­товую трубочку диаметром 5 мм. Свободный конец трубочки погру­жают в емкость с пробой и открывают кран пробоотборника. Про­ба засасывается в пробоотборник. Закрывают кран и откачивают

н

орвакуумным насосом

аружную полость крана пробоотборника для удаления избытка пробы. Отобранную пробу переливают в

бюкс.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Рабочий режим хроматографа при проведении анализа должен быть идентичен режиму, установленному при регистрации хромато­граммы градуировочной смеси (см. п. 3.3). Введение дозы пробы проводят с помощью шприца. Объем вводимой шприцем дозы дол­жен составлять (5—1’0)-10“³ см³. Регистрацию пиков хроматограм­мы производят в положении аттенюатора, обеспечивающем нахож­дение максимума пика в оптимальном интервале шкалы потенцио­метра. Площади хроматографических пиков (Si ) всех компонен­

татов пробы определяют с помощью электронного интегратора. За­пись хроматограммы и определение значений Sr всех компонентов повторяют трижды.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Идентификация компонентов пробы проводится по поряд­ку выхода и по относительным удерживаемым объемам, приведен­ным в табл. 1.

Таблица 1

О

Компонент

Время удер-
живания, мин

тноситель­ный удержи­ваемый объ­ем

Дихлорсилан

Трихлорсилан

Тетрахлорид кремния

1, 3, 3, 3<гетрахлор дисилоксан

1, 1, 3, 3-тетрахлордисилоксан Пентахлордисилоксан

Г ексахлордисилоксан

Г ексахлордисилан

1,00 1,95 3,55 5,62 7,89

11,32 14,74 18,31

0,71 1

2,31

4,00

5,86

8,08

11,48

14,40

Примечание. Приведенные в табл. 1 значения получены при следующих условиях: колонка длиной 4 м, диаметром 2 мм, насадка 10 % SE-30 на цвето- хроме 1КДМДХС 0,25—0,30 мм, начальная температура колонки 30 °С, скорость нагрева колонки 3°С/мин, газ-носитель — гелий, расход гелия — 30 см³/мин.

х = ^K‘-^Si . 100, і п ’

i=i

где Ki •— коэффициент относительной чувствительности ДЛЯ 1-ГО компонента по тетрахлориду кремния;

Sf —площадь хроматографического пика і-го компонента, В/с;. п — число компонентов в пробе.

За результат анализа принимают среднее арифметическое ре­зультатов трех параллельных определений.

Компонент

Массовая доля ком-
понента, %

Дихлорсилан

од 0,5 1,0 5,0 10,0

Трихлорсилан

0,1

1,0 п

о

10

50

Тетра л .юри д к ре м и і і я

30

50

70

95

Таблица 2

Абсолютно? допускае-
мо? расхождение, %

0,034 0,00

0,13

0,3

0,3

0,02 0,12

0.2

0,3

1,8

0,8

1,2

1,8

1,9

1, 3, 3, 3-тетрахлордисилоксан,

1, 1, 3, 3-тетрахлордисилоксан, Пентахлордисилоксан

Г ексахлордисилоксан

Г ексахлордисилан

0,02 ОД 0,5 2,0

0,01 0,02 0,03 0,3

Таблица 3