主题:【求助】(已结贴,仍然欢迎跟帖讨论。)如何测量固体中的氧含量?哪里可以测?

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大陆
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手头有两批氧化物固体粉末,由XRD确定为单质SrBiFe2O6-x,想具体确定其中O含量中的x。
据我所知,电子显微镜下的能谱精度不够,波谱、滴定、氢气还原、原子吸收光谱、质谱也可以做(可能还有其他我没想到的方法, if any),但这些方法的优势劣势分析我知道的并不具体。
如有这方面专家,烦请推荐一种测量方法和相应可测量地方的联系方式(最好在北京),不胜谢谢先!
推荐答案:老化验工回复于2009/12/18

(1)如果样品中就只有这个物质,没有其他惰性成分(不反应,但又不知道其含量的部分)的话,就用减量法来计算氧质量分数,用与其他金属的摩尔比来推算:用硝酸溶解合适一些(或盐酸+双氧水),溶完后可用加热方法挥发去大量酸(不能除尽的,铋极易水解,酸中才稳定)。用热浓硫酸溶解的话,可能浓硫酸要除去会麻烦一些,对后面的测定,尤其是仪器测定也会有影响。溶好的溶液用原子吸收、ICP、化学滴定分别测定其中的三个金属元素质量,减量得到氧质量,再按铋氧或锶氧质量比来推出摩尔比关系,定出x。
(2)如果样品中含惰性成分,方案选择就较难一些了,思路之一是:将该物质转化成干燥无水盐(三种盐混合物),重量法称量,再根据方法一得到的元素含量,换算成锶-铋-铁质量+杂质的和(实际上是在无水盐质量的基础上减去酸根质量,这个差值应该还包含惰性成分的质量在内),换算后的质量和再与原样的质量差相减得氧质量。
要保证在处理前后的质量中始终保持杂质在内,可用恒重的坩埚来做,样品用盐酸+双氧水溶解完全,浓缩到很小体积,在氯化氢气氛中继续浓缩干燥,保证成盐时不生成碱式盐或含氧的盐(如铋会生成BiOCl,氯化铁浓缩中也有可能生成碱式盐),这样才能保证杂质包含在混盐中,又不出现含氧的盐。干燥恒重后得一质量,根据前面测得的元素含量,可以换算成无酸根的总质量
如果能有一方法将混合物在高温还原气氛中变成单质(锶是不可能还原的,这就是难点),差量即得氧质量。再结合元素分析的数据,可算。我不知道用什么能达此目的,锶!!!
或者,在一定高温条件下能够定量氧化成氧化物,使金属与氧的摩尔比恒定,得到一个总质量,也是可以推算x的。例如生成碳酸盐,再分解得恒组成的氧化物。而这个过程必须保证杂质不分离,又不引入不能计量的其他新杂质,如钠离子。
(3)杂质含氧,而且不惰性,会反应,我没辙了,江郎才尽矣
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老化验工
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原文由 大陆(handsomeland) 发表:
手头有两批氧化物固体粉末,由XRD确定为单质SrBiFe2O6-x,想具体确定其中O含量中的x。
据我所知,电子显微镜下的能谱精度不够,波谱、滴定、氢气还原、原子吸收光谱、质谱也可以做(可能还有其他我没想到的方法, if any),但这些方法的优势劣势分析我知道的并不具体。
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(1)如果样品中就只有这个物质,没有其他惰性成分(不反应,但又不知道其含量的部分)的话,就用减量法来计算氧质量分数,用与其他金属的摩尔比来推算:用硝酸溶解合适一些(或盐酸+双氧水),溶完后可用加热方法挥发去大量酸(不能除尽的,铋极易水解,酸中才稳定)。用热浓硫酸溶解的话,可能浓硫酸要除去会麻烦一些,对后面的测定,尤其是仪器测定也会有影响。溶好的溶液用原子吸收、ICP、化学滴定分别测定其中的三个金属元素质量,减量得到氧质量,再按铋氧或锶氧质量比来推出摩尔比关系,定出x。
(2)如果样品中含惰性成分,方案选择就较难一些了,思路之一是:将该物质转化成干燥无水盐(三种盐混合物),重量法称量,再根据方法一得到的元素含量,换算成锶-铋-铁质量+杂质的和(实际上是在无水盐质量的基础上减去酸根质量,这个差值应该还包含惰性成分的质量在内),换算后的质量和再与原样的质量差相减得氧质量。
要保证在处理前后的质量中始终保持杂质在内,可用恒重的坩埚来做,样品用盐酸+双氧水溶解完全,浓缩到很小体积,在氯化氢气氛中继续浓缩干燥,保证成盐时不生成碱式盐或含氧的盐(如铋会生成BiOCl,氯化铁浓缩中也有可能生成碱式盐),这样才能保证杂质包含在混盐中,又不出现含氧的盐。干燥恒重后得一质量,根据前面测得的元素含量,可以换算成无酸根的总质量
如果能有一方法将混合物在高温还原气氛中变成单质(锶是不可能还原的,这就是难点),差量即得氧质量。再结合元素分析的数据,可算。我不知道用什么能达此目的,锶!!!
或者,在一定高温条件下能够定量氧化成氧化物,使金属与氧的摩尔比恒定,得到一个总质量,也是可以推算x的。例如生成碳酸盐,再分解得恒组成的氧化物。而这个过程必须保证杂质不分离,又不引入不能计量的其他新杂质,如钠离子。
(3)杂质含氧,而且不惰性,会反应,我没辙了,江郎才尽矣
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Last edit by zlhuang0132
大陆
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十分谢谢zlhuang0132朋友的详细解答,从XRD看不出杂质峰可以判断杂质含量在5%以下,如果存在少于5%杂质,那我认为肯定含氧。
不管怎样,您能否推荐可以做的地方的联系方式?
老化验工
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我不在北京,你可以找一些大学的化学实验中心的人或有化学分析内容的研究院所的人帮忙(要有分析化学背景,有一定的化学分析经历)。这两类单位的人较适合做这个测试。只有例行分析的单位不适合,因为方案虽然理论可行,但实际运作中可能会出现一些技术性的问题,需要适时地调整和分析原因。
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Last edit by zlhuang0132
guanjun19860820
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是啊,这个分析是有难度的。我曾经让同事尝试滴定和氢气还原,但失败了。常规的分析人员随随便便得到的结果我确实难以放心。

在固体中,氧含量对固体的电、磁性能影响非常大。我目前只有性能数据,但样品的氧含量都不知道的情况下,打死我也没有底气建立模型并公布结论。
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所以,我想请教坛子里有没有这方面的专家?
如果有,不管您是否在北京,是愿意收费还是合作,我都非常乐意去联系您。
canjianyijian
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原文由 guanjun19860820(guanjun19860820) 发表:
WDS或者用定氧仪试试看!

谢谢关注。
WDS的精密定O需要标准各个金属的标准样品,而且对样品质量要求较高,粉末样品我不认为能够得到宏观含氧量中的x。
定氧仪(红外或库伦)随测量过程的不一样波动更大。
jxy1984168
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可不可以把其他元素的价态测一下再用化学价态总和为0啊?
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