Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Жидкие реагенты, применяемые для растворения или разложения образцов Наиболее обычными реагеитами для растворения анализируемого вещества являются минеральные кислоты нли их воДные .растворы. Иногда находят применение растворы гидроксидов натрия или калия. Солянвя.кислота Концентрированная соляная кислота — отличный растворитель для оксидов многих металлов, а также для металлов, окисляющихся легче водорода; она часто является лучшим растворителем для оксидов, чем кислородсодержащие кислоты. Концентрирован. иая соляная кислота представляет собой примерно 12 М раствор.
226 Разложение и растворение образцов но при нагревании хлористый водород улетучивается, пока не останется постоянно кипящий 6 М раствор (точка кипения примерно 110'С). Азотная кислота Горячая концентрированная азотная кислота растворяет все металлы, за исключением хрома и алюминия, пассивность которых объясняется образованием оксидной пленки на поверхности. При действии концентрированной азотной кислоты на олово, вольфрам и сурьму образуются малорастворимые кислоты, что позволяет отделить зти металлы фильтрованием сразу же после растворения сплавов. Серная кислота Эффективность воздействия горячей концентрированной серной кислоты отчасти обусловлена ее высокой точкой кипения (около 340'С); многие вещества быстро разлагаются и растворяются при такой высокой температуре. Органические соединения разлагаются и окисляются горячей концентрированной серной кислотой.
Реагент поэтому служит для удаления органических соединений из анализируемого образца. Большинство металлов и многие сплавы разлагаются под действием горячей серной кислоты. Хлорная кислота Горячая концентрированная хлорная кислота — сильный окислитель; разрушающий ряд сплавов железа и нержавеющие стали, не разлагаемые другими минеральными кислотами. При использовании хлорной кислоты следует быть осторожным, поскольку она может взрываться. Ни холодная концентрированная кислота, нн горячие разбавленные ее растворы не опасны„но при контакте горячей концентрированной кислоты с органическими веществами нлн легко окисляющнмися неорганическими веществами может произойти сильный взрыв.
Поэтому концентрированную кислоту следует нагревать только под специальными тягами. Такие тяги футеруют стеклом или нержавеющей сталью; они должны быть бесшовны и иметь систему для обмывания стенок водой; их вытяжная система должна быть изолированной. При соблюдении этих условий хлорная кислота — безопасный и полезный реагент (11. Хлорную кислоту выпускают в виде 60- или 72е~а-ного раство. ра. Нагревание при 203'С дает постоянно кипящую смесь (72,4ол НС(о ). !5 — 1648 Глава 22 220 Окислительные смеси Иногда растворение происходит быстрее при использовании смесей кислот или при добавлении в минеральную кислоту окислителя. Хорошо известна царская водка — смесь, содержащая три объема концентрированной соляной кислоты и один объем концентрированной азотной кислоты. Добавленне брома или перекиси водорода к минеральным кислотам часто усиливает их растворяющую способность и ускоряет окисление органических веществ в анализируемой пробе.
Для этих целей полезны также смеси азотной и хлорной кислот. Фтористоводородная кислота Фтористоводородную кислоту применяют главным образом для разложения силикатных пород и минералов, если кремний в них не подлежит определению; кремний выделяются в виде тетрафторида. По окончании разложения избыток фтористоводородной кислоты удаляют выпариванием с серной или хлорной кислотами. Часто для успешного проведения анализа важно полностью удалить фтористоводородную кислоту, поскольку фторидные комплексы некоторых катионов чрезвычайно устойчивы; свойства этих комплексов заметно отличаются от свойств свободных катионов.
Так, алюминий нельзя полностью осадить аммиаком в присутствии даже малых количеств фторид-ионов. Часто следы фторид-ионов из анализируемого раствора удаляются так трудно и длительно, что это сводит до минимума преимущества применения кислоты в качестве растворителя силикатов. (Методы удаления фторид-иона см. [21.) Фтористоводородную кислоту в смеси с другими кислотами иногда применяют для растворения некоторых наиболее трудно- растворимых сталей.
При попадании на кожу фтористоводородная кислота может вызвать серьезные ожоги и болезненные раны; обращаться с ней следует очень осторожно. Ожог может быть незаметен в течение нескольких часов после попадания кислоты на кожу. Разложение сплавлением Многие обычные вещества — особенно силикаты, некоторые окисленные минералы и сплавы железа — обычными жидкими реагентами разлагаются медленно, если вообще разлагаются. Приходится обращаться к более сильным средствам — расплавам солей, или плавням.
Плавни разлагают большинство веществ, так как при их использовании необходимы высокие температуры [300 — 1000вС) и в контакте с веществами находится реагент высокой концентрации. 227 Разложение и растворение образцов К сплавлению по возможности стараются не прибегать, учитывая ряд его недостатков.При сплавлении происходит значительное загрязнение анализируемого материала, поскольку плавень вводится в достаточно большом количестве (обычно в 10-кратном избытке по массе).
Кроме того, водные растворы после выщелачивания плаза содержат много солей, которые могут вызвать осложнения на последующих стадиях анализа. Высокие температуры, необходимые для оплавления, увеличивают опасность потерь за счет летучести. Наконец, сосуд, в котором проводят сплавление, почти неизбежно подвергается воздействию плавня; вследствие этого опять происходит загрязнение анализируемой пробы. Образцы, содержащие лишь небольшую часть труднорастворимого материала, растворяют сначала жидким реагентом, затем отфильтровывают неразложившийся остаток и сплавляют с относительно небольшим количеством подходящего плавня.' По охлаждении план растворяют и раствор объединяют с основным раствором анализируемого вещества.
Методика сплввления Перед сплавлением твердое анализируемое вещество обычно , следует тонко растереть, чтобы увеличить его поверхность. Затем его тщательно перемешивают с плавнем; эту операцию часто проводят в тигле, в котором будет проводиться сплавление, осторожно помешивая смесь стеклянной палочкой. Как правило, ти~ель, применяемый для оплавления, никогда не должен быть заполнен более чем наполовину. Вначале нагревать следует медленно, поскольку обычно происходит выделение паров воды и других газов, иначе могут быть потери за счет разбрызгивания. Для большей надежности тигель следует закрыть. Максимальная температура не должна превышать необходимую; в противном случае возможно разрушение материала тигля и разложение плавня.
Время, необходимое для плавления, может изменяться в зависимости от природы анализируемого материала от нескольких минут до нескольких часов. Часто бывает трудно решить, когда следует прекратить нагревание. Иногда получается прозрачный плав, и это указывает на то, что разложение пробы закончилось.
В других случаях этого не наблюдается, тогда аналитик должен руководствоваться предшествующим опытом работы с подобными материалами. В любом случае следует внимательно следить за тем, нет ли в водном растворе плава кусочков не- разложенной пробы. По окончании оплавления тиглю с содержимым дают медленно охладиться, затем, прежде чем плав затвердеет, тигель вращают так, чтобы распределить содержимое тонким слоем по стенкам. его легче затем будет отделить. !5* Глава 28 228 Типы плавней Наиболее употребительные плавни Точка ннавве- ннн, 'с Вещества, разлагамнз» данным плаваем Материал тнглв днв сннавненнн Плавень Силнкаты- и кремнийсодержащие материалы; образцы, содержащие алюминий, мзлорастворимые фосфаты и сульфаты Образцы, требующие окисления, т.
е. содержащие 8, Аз, БЬ, Сг и т. д. Сильна щелочной плавень для силикатов, карбида кремния и некоторых минералов; ограничения — чистота реагентов Сильно щелочной окислительный плавень для сульфидов; верастворнмых в кислотах сплавов Ге, Х1, Сг, Мо, йГ н йд! сплавов платины; минералов, содержащих Сг, Бп и Ег Кислый плазень для мало- растворимых оксидов и оксидсодержащих образцов Кислый илавень для разложения силикатов и оксидов при определении щелочных метал- лов 85! ХазСОз Ха асов+ окислитель- тель (КХОз, КС)Оз или ХазОз) ХаОН нли КОН Р! (но не в присут- ствии ХазОз), % 3)8 380 Ап, Ай, Х! Разла- гается Ге, % ХазОз Рс, фарфор КзззОт 577 В,Оз Прн нагревании плавни образуетсн смесь СаО и СаС4; применяют для разложения силикатов при определении щелочных металлов СаСОз+ ХНзС! За небольшими исключениями, плавни, используемые в анализе, являются соединениями щелочных металлов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
