Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 60

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 60)

Результаты определения четырех элементов, указанные в этих таблицах, типичны для результатов, приведенных в оригинальной публикации для 26 элементов. Видно, что относительная ошибка Глава 26 в несколько десятых процента является исключением, если сложный материал анализируют обычным методом, и если только химик не пожелает затратить чрезмерно много времени на выполнение анализа, ему не следует ждать ошибки меньше 1 — 2%. При содержании определяемого элемента менее 1% можно ожидать даже еще больших относительных ошибок. Наконец, из этих данных ясно, что точность определения элемента в значительной мере зависит от природы и сложности анализируемого объекта. Так, относительная ошибка при определении фосфора в обоих фосфоритах равна 1,1%, а для синтетической смеси она составляет всего 0,27%. Относительная ошибка определения железа в огнеупорах равна 7,8%; для марганцовистой бронзы при том же содержании железа — всего только 1,8%.

Здесь фактором, лимитирующим точность, является не заключительная стадия анализа, а скорее стадии растворения образца и отделения мешающих веществ. Из этих данных ясно, что химик должен быть осторожным при оценке точности анализа, будь это его собственные результаты или результаты, полученные другими исследователями. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1, Н!!!еьгапо В'. Е„диюгге!! 6. Е. Е., Аррпеа !погнал!е Апа!уяа, Неге уог!г, ооугп йг!!еу апг! 8опа, !пс., !929, р. 878 — 883. 204 Глава 27 жаться к среднему составу общей массы.

Если материал представляет собой неоднородное вещество, например руда или промышленные продукты, задача получения представительной пробы трудна. Ясно, что надежность анализа не может превышать надежности отбора пробы; даже самая тщательная работа над плохо отобранной пробой — просто трата сил, Существует обширная литература по отбору проб неоднородных материалов 11 — 61. Здесь можно только кратко рассмотреть применяемые методы. В основном они включают две стадии: 1) отбор большой пробы и 2) сокращение большой пробы до размера, удобного для лабораторной работы. Большая проба В идеальном случае большая проба является отражением массы анализируемого материала в миниатюре.

Она соответствует целому не только по химическому составу, но и по распределению частиц по степени дисперсности. Для получения большой пробы произвольно отбирают какую-то определенную часть целого, т. е. отбор должен быть сделан так, чтобы любая часть целого имела равную вероятность быть отобранной. Способы отбора случайной пробы очень сильно различаются в зависимости от агрегатного состояния вещества, от способа его хранения и общего его количества. Размер большой пробы.

С точки зрения удобства и экономии желательно, чтобы размер большой пробы не превышал абсолютно необходимого. Размер пробы в основном определяется: 1) допустимой ошибкой в различии состава пробы и целого, 2) степенью неоднородности материала, из которого отбирают пробу, и 3) размером частиц, с которого начинается неоднородность.

Учет последнего фактора позволяет избежать отбора слишком большой пробы. В хорошо перемешанных растворах газа или жидкости неоднородность существует только на молекулярном уровне и минимальный размер большой пробы определяется лишь размером молекул. Иная ситуация возникает при отборе пробы некоторых твердых веществ, таких, как руды или почвы. В таких материалах отдельные части могут различаться по составу. Здесь неоднородность возникает на уровне частиц размером порядка сантиметра и более.

Промежуточными между этими крайними случаями являются коллоиды и затвердевшие металлы. В первом случае неоднородность возможна скорее на уровне частиц днсперсной фазы; обычно они имеют размер порядка 10-а см или менее. В сплавах неоднородность обычно наблюдается среди зерен кристаллов. Прадаариталаиыа стадии.анализа Для получения действительно представительной болвшой пробы нужно взять некоторое число частиц и, упомянутых в пункте 3. Зто число зависит от характеристик, названных в пунктах 1 и 2, и может составлять как несколько частиц, так и несколько миллионов или даже несколько миллиардов.

Нет необходимости в отборе большого количества частиц н случае гомогенных газов или жидкостей, поскольку неоднородность среди частиц встречается на молекулярном уровне; даже очень небольшая масса пробы будет содержать требуемое число частиц. Для некоторых твердых веществ, наоборот, масса отдельных частиц может достигать грамма и более; большая проба может неизбежно содержать не. сколько тонн материала. В этом случае отбор пробы — операция дорогая или по меньшей мере трудоемкая. Отбор пробы из гомогенных жидкостей и газов.

Для жидкостей или газов большая проба, может .быть относительно невелика, поскольку неоднородность, как уже сказано, обычно наблюдается на :молекулярном уровне и даже небольшие объемы пробы содержат чрезвычайно большое число частиц. Для уверенности, что гомогенность действительно существует, всякий раз, когда это возможно, анализируемый материал нужно хорошо перемешать, прежде чем отобрать пробу. Перемешивание болыпих объемов жидкости иногда неосуществимо; тогда следует отобрать несколько порций при помощи пробоотборннка (желонки) — сосуда, который можно открыть и заполнить раствором в любом нужном месте.

Такой способ отбора пробы важен, например, при определении составных частей жидкостей, соприкасающихся с атмосферой. Так, содержание кислорода в озерной воде может различаться почти в 1000 раз при изменении уровня отбора пробы на метр- полтора. Пробы промышленных газов и жидкостей часто отбирают непрерывно по мере вытекания из труб; в этих случаях следует позаботиться о том, чтобы отобранная проба представляла постоянную часть общего потока и отбор производилн из определенных частей потока.

Отбор проб некоторых твердых веществ. Процесс получения представительной пробы из большого объема материала часто очень сложен. Отбор пробы в значительной мере облегчается, ес-' ли материал транспортируется. Так, можно отобрать каждую деа сятую лопату или тачку груза илн можно снимать порции ма-' териала с ленты конвейера.' Материал можно пропустить через желоб или ряд желобов, непрерывно выделяющих фракции из по-' тока. Подобньге механические устройства хорошо разработаны для манипулирования с углем и рудами.

Отбор проб металлов и сплавов. Пробу таких материалов отбирают путем распиливания, дробления или высверливания. Как правило, нельзя полагать, что стружка с поверхности металла будет достоверно отражать состав всей массы; проба должна быть отобрана из внутренней части куска и с поверхности. Из болванки или слитка металла представительную пробу можно получить„ распиливая кусок поперек через регулярные промежутки и отбирая «опилки». Можно образец просверлить через равномерные промежутки и собрать стружку. Сверло должно или полностькх проходить через блок, или половину пути с одной стороны, а другую — с противоположной.

Затем стружку измельчают и перемешивают или сплавляют в графитовом тигле. В последнем случае можно получить гранулированную пробу, выливая расплав в дистиллированную воду. Подготовка лабораторной пробы Для неоднородных материалов большая проба может весить несколько десятков килограммов, а иногда и больше. В таком случае необходимо значительно уменьшить ее, прежде чем передать в лабораторию, где удобно держать в лучшем случае одиндва килограмма пробы.

Уменьшение объема пробы в 1'00 или большее число раз — процесс обычно многостадийный, включающий повторное дробление, перемешивание и деление. Важно уменьшить размер частиц по мере сокращения пробы, чтобы быть уверенным, что состав отобранной пробы правильно отражает состав исходного материала. Обработка лабораторной пробы Способы обработки лабораторной пробы подробно освещевьг в работах 17, 81. После того как проба доставлена в лабораторию, часто возникает необходимость дальнейшей обработки ее перед анализом, особенно если это твердый материал.

Одна из целей обработки заключается в получении материала такой степени гомогенности, чтобы любая небольшая порция, взятая длн анализа, была идентична по составу любым другим порциям. Для достижения этого размер частиц обычно уменьшают до нескольких десятых миллиметра и тщательно механически перемешивают. Другая цель предварительной обработки состоит в том, чтобы перевести вещество в форму, в которой оно легко подвергается воздействию применяемых в анализе реагентов; особенно тонкое измельчение требуется при работе с тугоплавкими материалами. Наконец, пробу следует.

высушить или определить в ней содержание влаги. зчрвдачрительные стадии,внвпиза ЗВ7 Дробление и измельчение лабораторной пробы. При работе с твердыми веществами обычно требуется дробление и измельчение для уменьшения размера частиц. К сожалению, эти операции могут привести к изменению состава пробы, поэтому не следует уменьшать размер частиц больше, чем это требуется для гомогенизации и облегчения взаимодействия с реагентом.

Характеристики

Список файлов книги