Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 66

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

Текст из файла (страница 66)

К щелочным плавням, применяемым для разложения кислых материалов, относятся карбонаты, гидроксиды, перекиси и бораты. К кислым плавням относятся пиросульфаты, кислые фториды, а также оксид бора. Если необходим окислительный плавень, можно использовать перекись натрия. Можно также применять смесь небольших количеств нитратов или хлоратов щелочных металлов с карбонаТаблица 28-7 229 Разложение и,рвсввореиие оорезцов том натрия. В табл. 28-1 приведены свойства на~иболее употреби- тельных плавней. Карбояат натрия. Силикаты и,некоторые другие родственные материалы можно разложить нагреванием с карбонатом натрия до 1000 — 1200'С.

При такой обработке металлические компонен. ты обычно превращаются в растворимые в кислотах карбонаты или оксиды; неметаллические компоненты превращаются в растворимые соли натрия. Способ дальнейшей обработки расплавленной массы зависит от состава пробы и от метода анализа. Так, в случае анализа силиката план растворяют в разбавленной кислоте; в результате происходит разложение и растворение карбонатов металлов н частичное выделение кремния в виде гидратированного диоксида.

Многократная дегидратация позволяет полностью выделить диоксид кремния и получить раствор, пригодный для определения металлических компонентов. Если анионы, входящие в состав ана лизируемого вещества, необходимо выделить в виде растворимых солей натрия, то полученный план лучше обработать водой, а не кислотой; в,этом случае основная масса катионов останется в виде нерастворимых карбонатов или оксидов.

Такой способ обра. ботки предпочтителен, например, при разложении образцов, со. держащих малорастворимые сульфаты бария, кальция или свинца. Обработка плана водой позволяет разделить содержащиеся в анализируемом материале анионы и катионы. Сплавление с карбонатом натрия обычно проводят в платиновых тиглях. Пиросульфат калия.

Пиросульфат калия — активный окислительный плавень, особенно полезный для разложения труднорастворимых оксидов металлов, Сплавлеиие с этим реагентом проводят примерно при 400'С; при этой температуре медленно выделяется выстпий оксид серы: КзззО, — ~ КзоО,+ БОз. В плане образуются сульфаты соответствующих металлов. Для разложения силикатов пиросульфат калия не очень подходящий плавень.

Эффективность пиросульфата калия уменьшается при продолжительном нагревании, поскольку улетучивается триоксид серы; реагент можно регенерировать, охладив и добавив несколько капель концентрированной серной кислоты. Нагревать после этого следует осторожно во избежание механических потерь анализируемого вещества с парами воды. Пиросульфат калия можно получить нагреванием гидросульфата калия: 2КНБ΄— и КзззОз+ НзО, взо г гв Иногда в качестве плавня рекомендуют использовать непосредственно гидросульфат; в этом случае необходимо быть осторожным, чтобы в,начале сплавления не произошло потерь за счет разбрызгивания при выделении воды; предпочтительно начать сплавление с пиросульфатом. Сплавление с пиросульфатом часто можно проводить в обычных фарфоровых или кварцевых тиглях.

Плавень может оказывать некоторое воздействие на фарфоровый тигель, но обычно в незначительной степени. Можно применять и платиновые тигли, хотя в этом случае небольшие количества металла перейдут в анализируемую пробу. Другие плавни. В табл. 28-1 приведены характеристики наиболее употребительных плавней. Внимания заслуживают оксид бора и смесь карбоната кальция и хлорнда аммония. Оба этих плавня применяют для разложения силикатов при определении щелочных металлов. Оксид бора удаляют из раствора после разложения плаза выпариванием досуха с метнловым спиртом„ отгоняется триметил бор ат В (ОСИ,) з.

При нагревании смеси карбоната кальция и хлорида аммония образуются оксид и хлорид кальция, которые достаточно энергично разлагают силикаты. Прн обработке расплавленной массы водой полученный водный раствор хлоридов щелочных металлов загрязняется обычно только ионами кальция и, кроме того, сульфат- или борат-ионами, которые могут присутствовать в анализируемом материале. Эти примеси легко удаляются перед определением щелочных металлов.

Многие химики при определении щелочных металлов предпочитают именно этот способ разложения силикатов (известный как метод Лоуренса Смита [31). Разложение органических соединений При установлении элементного состава органических соединений обычно требуется жесткое воздействие для превращения определяемых элементов в удобную для анализа форму.

Обычно это достигается обработкой окислителем, сопровождающейся превращением углерода и водорода в углекислый газ и воду; иногда, однако, достаточно нагреть образец с сильным восстановителем, чтобы разрушить ковалентные связи и освободить определяемый элемент от углеродного остатка.

Окнслнтельные методы иногда делят на две категории. В случае мокрого озоления (или окисления) применяют жидкие окислителн, такие, как серная, азотная или хлорная кислоты. При сухом озолении органическое соединение обычно сжигают на воз- аз~ разложение и растворение образцов духе или в токе кислорода. Кроме того, окисление можно провести в расплавах некоторых солей; наиболее подходящим реагентом в этом случае является перекись натрия. В последующих разделах кратко рассмотрены некоторые методы разложения органических соединений перед проведением элементного анализа.

Методы мокрого озоления Растворы сильных окислителей разлагают органические соединения. Основная проблема, возникающая при использовании этих реагентов, заключается в предотвращении потерь определяемых элементов вследствие улетучивания. Пример мокрого озоления был уже рассмотрен в разделе, посвященном определению азота в органических соединениях по методу Кьельдаля (гл.

11), где окислителем служит концентрированная серная кислота. Этот реагент часто применяют также для разложения органических соединений при определении в них металлических компонентов. Для увеличения скорости окисления к раствору можно периодически добавлять азотную кислоту [41. При таком способе разложения ряд элементов улетучивается, по крайней мере частично, особенно если в пробе содержится хлор; к таким элементам относятся мышьяк, бор, германий, ртуть, сурьма, селен, олово, галогены, сера и фосфор. Еще более эффективным реагентом, чем смеси серной и азотной кислот, является смесь хлорной и азотной кислот. При применении этого реагента следует соблюдать чрезвычайную осторожность, поскольку горячая безводная хлорная кислота в присутствии органических соединений взрывоопасна.

Взрыва можно избежать, начав работу с раствором, в котором хлорная кислота разбавлена достаточным количеством азотной кислоты, обеспечивающей полное окисление присутствующего органического вещества. По мере нагревания раствора азотная кислота реагирует с наиболее легко окисляющимися веществами. При продолжении нагревания вода и азотная кислота удаляются за счет разложения и выпаривания, и раствор постепенно становится сильным окислителем. Если концентрация хлорной кислоты становится слишком высокой прежде, чем закончится окисление, раствор приобретает темный или черный цвет. Если это произошло, следует немедленно прекратить нагревание и разбавить смесь водой и азотной кислотой. Затем нагревание можно продолжить.

Как уже было отмечено ранее, окисление хлорной кислотой следует проводить только под специальной тягой. При строгом выполнении указанных требований окисление, смесью азотной и хлорной кислот происходит быстро, потери ионов металлов при этом незначительны 232 Глава 2В ~5 — 8~. Следует еше раз напомнить, что во избежание сильного взрыва должны быть приняты соответствующие меры при работе с горячей концентрированной хлорной кислотой.

Методы сухого озоления Простейший метод разложения органических соединений заключается в нагревании их пламенем в открытой чашке или тигле до тех пор, пока весь углеродсодержащий материал не окислится до углекислого газа. Для полного окисления часто требуется температура красного каления. После растворения твердого остатка проводят определение нелетучнх компонентов. К сожалению, при сухом озолении пробы всегда возникает много ошибок при определении предположительно нелетучнх элементов. Частично потери обусловлены механическим уносом мельчайших частичек вещества конвекционными потоками вокруг тигля. Кроме того, при сжигании возможно образование летучих соединений металлов.

Так, медь, железо и ванадий заметно улетучиваются при нагревании проб, содержащих порфириновые соединения ~51. Суммируя сказанное, отметим, что хотя сухое озоление является простейшим методом разложения органических соединений, часто оно менее выгодно; не следует прибегать к методу сухого озоления, пока не будет экспериментально подтверждена его применимость для разложения данного вида соединений.

Методы сжигания в трубке' Некоторые важные элементы органических соединений при окислении образца превращаются в газообразные продукты. В специальных приборах можно количественно уловить эти летучие соединения и провести определение интересуюших элементов. Окисление обычно проводят в стеклянной или кварцевой трубке для сжигания, через которую пропускают ток газа-носителя. Он служит для переноса летучих продуктов в специальные части прибора, где их можно отделить и сохранить для определения; газ может служить также и окислителем. Этот способ пригоден для определения таких элементов, как углерод, водород, кислород, азот, галогены и сера.

Характеристики

Список файлов книги