165627 (Аналітична хімія), страница 2

Осадження засновано на виділенні одного або декількох іонів або речовин у вигляді малорастворімого з'єднання. Осадження застосовують для розділення елементів в хімічному аналізі і в хімічній технології. Розділення осадженням засновано на різній розчинності з'єднань, переважно у водних розчинах.

Соосадження - це захоплення сторонніх речовин (домішок) осадом основної речовини (макрокомпонентом). При цьому домішки не утворюють власної твердої фази, а лише соосаджуються за рахунок виділення на поверхні осаду основної речовини (адсорбція) або розподілу за об'ємом осаду в процесі його освіти (оклюзія), або утворення сумісних кристалічних грат з макрокомпонентом (ізоморфізм), або утворення хімічного з'єднання з ним (хемосорбция). Осад основної речовини називають носієм або колектором. Колектори - це органічні або неорганічні речовини, які повинні повністю захоплювати потрібні речовини і не захоплювати мікрокомпоненти і компоненти основної речовини, що заважають.

Як неорганічні колектори використовують гідроксиди, сульфіди, фосфати і ін., тобто переважно з'єднання, аморфні (некристалічні) сирні осідання твірних з великою розвинутою поверхнею. Наприклад, як колектор при аналізі кадмію високої чистоти використовують оксид марганцю (IV), що дозволяє соосадити домішки As, Bi, Ga, In, Ni, Pb, Sb, Sn, Te, Ti.

Серед органічних колектрів розрізняють в основному три вигляд:

малорозчинними ассоціатами, що складаються з об'ємистого органічного катіона і оніона (наприклад, катіон кристалічного фіолетового або метиленового синього або тіоцианат иои йодид);

хелаты (дитиокарбоминати, дитизонати, b-дикетони і ін);

органічні індиферентні сполуки, які не містять комплексообразующих груп.

Як фізичні методи використовують методи випаровування: отгонку, перегонку (дисциляцию), сублімацію (сублімацію) і ін.

Отгонка (випаровування) - це одноступінчатий процес розділення і концентрації. При випаровуванні віддаляються речовини, які знаходяться у формі готових летючих з'єднань, ними можуть бути і основа і домішки, причому останні відгонять рідше. Випаровування проводять різними способами, наприклад нагріванням знизу (за допомогою водяної лазні) або з верху (під інфрачервоною лампою). В першому випадку втрати можуть досягати до 50 - 70%, в другому - менше. Поширена отгонка з попереднім хімічним перетворенням, як основи, так і домішок в легколетучі з'єднання в результаті хімічних реакцій. Один з таких методів - спалювання органічних і біологічних проб (суха і мокра мінералізація). Суху мінералізацію проводять шляхом спалювання речовини в трубчастих печах в атмосфері повітря або кисню. Летючі з'єднання CO, CO2, N2, SO2, SO3, H2O, що утворюються, і інші уловлюють за допомогою адсорбційних систем і визначають. Мокру мінералізацію проводять в розчинах аналізованих речовин, одержуючи легколетучі з'єднання додаванням концентрованих кислот, їх сумішей або сильних окислювачів (H2O2, KClO3, KMnO4 і ін).

Перегонка (дистиляція) - розділення рідких сумішей на фракції різних складів шляхом їх часткового випаровування з подальшою конденсацією пари, що утворилася. Розділення засновано на відмінності температур кипіння рідин, що становлять дану суміш. Використовують при аналізі органічних і неорганічних сумішей.

Сублімація (сублімація) - це переклад речовини з твердого в газоподібний стан, минувши рідку фазу. До сублімації вдаються, коли компоненти, що розділяються, важко плавляться або розчиняються. Використовування методу обмежено невеликим числом речовин, що сублімуються.

Як фізико-хімічні методи застосовують екстракцію, сорбцію, іонний обмін, хроматографію і різні електрохімічні методи, наприклад електроліз, електрофорез, електродіаліз і ін.

Екстракція - це процес витягання одного або декількох речовин з розчину шляхом додавання до нього іншого розчинника, значно краще розчинювальним витягуванні речовини, але не що змішується з першим розчинником. Розділення засновано на різній розчинності речовин в різних розчинниках. Екстракцію широко використовують для розділення сумішей елементів.

Сорбція - це процес поглинання газів, пари і розчинених речовин твердими або рідкими поглиначами на твердому носії (сорбентами). Як поглиначі використовують різні високопористі речовини: активне (активовані) вугілля, силикагель, диатомову землю, желеподібні гелі з різним розміром пір між їх частинками, а також різні органічні поглиначі (цеоліти). Сорбція речовин може відбуватися на поверхні сорбента (адсорбція), або всім його об'ємом (абсорбція), або шляхом утворення хімічних з'єднань між матеріалом сорбента і речовинами, що розділяються (хемосорбция). Активне вугілля одержують при дії на вугілля неактивної пари H2O або CO2 при 850 - 950 С0. При цьому частина вугілля вигоряє і виходить активне вугілля, пронизане порами з радіусом менше 1 нм. Активне вугілля використовують як ефективні сорбенти для витягання Pb з атмосферного повітря; Ca, Ba, Sr з концентрованих розчинів солей, лугів і інших з'єднань; Cr, Mo, V з води і ін. Силікагель - це висушена кремнієва кислота:

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3Ї + 2NaCl

H2SiO3® SiO2 +H2O

Іонний обмін заснований на розділенні суміші іонів за допомогою твердих речовин іонітів, здатних обмінювати свої іони на іони розчину, який пропускають через шар іоніту (докладніше див. гл).

Хроматографія - це сукупність методів розділення і аналізу сумішей за допомогою рухомої і нерухомої фаз хроматографічної системи, які не змішуються один з одним. Розділення засновано на різній спорідненості компонентів суміші до цих фаз, а за рахунок цього - на різній швидкості переміщення компонентів в потоці рухомої фази щодо шару нерухомої фази (докладніше див. гл. 2.6 і 2.7).

Електроліз - це сукупність методів розділення і аналізу розчинів електролітів, заснована на протіканні в ньому окислювально-відновної реакції під дією що пропускається через електроліт електричного струму, з виділенням продуктів електролізу на електродах. Розділення засновано на різній здатності речовин виділятися на електродах залежно від величини струму або напруги електролізу.

Електрофорезом називається рух заряджених диспергированих (роздроблених) частинок в рідині під дією електричного поля. Розділення засновано на різній рухливості частинок різних речовин в електричному полі постійного струму.

Електродіаліз - це прискорена форма діалізу, заснованого на розділенні розчинених частинок, значно що розрізняються між собою розмірами і масою, за допомогою напівпроникної мембрани. При електродіалізі швидкість руху частинок через мембрану задається електричним полем. Для його створіння по обидві сторони мембрани поміщаються електроди, на які подається зовнішня напруга. Наприклад, за допомогою електродіалізу можна відділити домішки електролітів від чистого розчинника, використовуючи мембрану проникну для іонів електроліту.