книга 1 (1110134), страница 15
Текст из файла (страница 15)
ур 7х з з УП УР Н УР УР УРЕ уссУи игггпии ФУ УГУ Рисуах Приблизительное соотнонииие изиду ДУ и б при плотности анализируемого вентесзвв 1, : ~ 3, в и 1а г7'смз Рис.эзъ Отбор средней пробы металла или сплава высверливвнием слитка Способы отбора генеральной пробы твердого вещества различны для веществ, находящихся в виде целого (слиток, стержни, прутья и т.д.) или сыпучего продукта. При прабаотборе от целого твердого объекта необходимо учитывать, что он может быть неоднороден. Например, состав массы отливки отличен от состава ее поверхности вследствие постепенного остывания металла. Так, при затвердеванни чугуна его . примеси оттесняются внутрь; неравномерно распределяются в слитках стали углерод, сера, фосфор.
Процесс расслаивания в слитках металлов и сплавов называют ликеакмсй. Учитывая возможную неоднородность целого анализируемого объекта, при отборе пробы его либо дробят, если вещества хрупкие, либо распиливают через равные промежутки, либо высверливают в разных местах слитка 1рис. ЗА). Отбор пробы сыпучих продуктов тем труднее, чем неоднороднее анализируемый объект: в пробе должны быть представлены куски разного размера, полно отражающие состав образца.
При отборе пробы сыпучих продуктов массу исследуемого объекта перемешивают и пробу отбирают в разных местах емкости и на разной глубине, используя при этом специальные щупы — пробоотборники. Если материал объекта транспортируется, та пробу отбирают с транспортера или желоба через равные промежутки времени, при другом способе транспортировки берут на анализ, например, каждую десятую лопату, тачку и т.д. После отбора генеральной (или лабораторной) пробы твердого вещества осуществляют процесс г о и о г е н и з а ц и н, включающий операции измельчения 1дробления) и просеивания. Пробы, содержащие крупные куски, разбивают в дробильных машинах и мельницах разного типа, меньшие измельчают в шаровых мельницах и бб специальных ступках (из закаленной инструментальной стали), состоящих из плиты — основания, закрепляющего кольца и пестика (ступки дбиха или Платтнера).
Для тонкого измельчения используют фарфоровые, агатовые, яшмовые и кварцевые ступки с пестиками из такого же материала. Так как в процессе дробления куски разного размера растирают по-разному (мягкие материалы измельчаются гораздо быстрее, чем твердые), то возможны потери в виде пыли, приводящие к изменению состава пробы. Чтобы избежать этого, в процессе измельчения периодически делят крупные и мелкие частицы просеиванием, н крупные частицы растирают отдельно. Операции измельчения и просеивання чередуют до тех пор, пока не получат достаточно растертую однородную пробу. Следующий этап отбора пробы — у с р е д н е н и е, включающее. операции перемешивания и сокращения пробы.
Перемешивание проводят механически в емкостях (ящики, коробы и т.д.), перекатыванием из угла в угол на различных плоскостях (брезентовые полотнища, листы бумаги и т.д.), перемешиваннем методом конуса и кольца (рис. 3.5, а). Малые по объему пробы хороню перемешиваются при.растирании в шаровых мельницах. Сокращение пробы проводят различными способами (рис. 3.5, б, в, т у 4-//Раа/ Ь Вь уА ЧА т/тает/ Рис.з.б. Приспособления для перемешиаання и сокралтения пробы." е - метод конуса и кольни б- каартоаанин в - шахматный способ отбора; т - механический делитель 67 е). Этот процесс, как правило, миогостадийный, включающий повтор'- ное перемешивание и деление.
Степень сокрашения может быть определена заранее иа основании расчета величины генеральной и анализируемой проб, которые получают в результате последовательного уменьшения объема анализируемого объекта. Потери и загрязнения при пробоотборе. Хранение пробы. В процессе отбора и хранения пробы возможны потери определяемого компонента, внесение загрязнений, изменение химического состава. Все зто приводит к увеличению общей погрешности анализа. П о те р и в в и д е п ы л и при измельчении твердых образцов горных пород могут составлять до 3% массы обьекта. Если состав пылевой фракции отличается от.состава образца, то это приводит к неправильному определению содержания компонентов.
Потери в виде пыли можно в заметной степени уменьшить просеиваиием пробы при измельчении. Другой возможный источник ошибок при отборе и хранении пробы — потеря летучих продуктов вследствие изменения температурного режима при хранении или разогрева при измельчении твердых образцов. Так, при измельчении горных пород, руд и минералов наблюдаются заметные потери.
таких летучих компонентов, как вода, ртуть, сера, таллий. При изменении температуры особенно велики потери летучих органических соединений, определяемых в различных природных и промышленных объектах. Большими могутбытьтакже потери вследствие ад— с о р б ц и и определяемого компонента на поверхностях емкостей для отбора и хранения пробы.
В процессе отбора (особенно измельчения) и хранения пробы в массе образца (прежде всего на поверхности) могут проходить х и— мическне реакции, меняющие состав аналазируемого объекта. Обычно зто взаимодействие с компонентами атмосферы, окислительно-восстановительные реакции и др. Так, известно, что концентрация пестицидов в растениях, почве и т.п. со временем значительно понижается, что обусловлено прежде всего химическими превращениями пестицидов. При анализе геологических образцов в процессе пробоотбора наблюдаются заметные потери определяемых компонентов вследствие окисления [сера, рений, железо (11)1 или восстановления (ртуть).
Потери ртути в пробе, если не принять особых мер предосторожности, могут достигать 60%. В процессе отбора и хранения пробы возможно изменение ее состава из-за загрязнения компонентами, поступающими из материала пробоотборников, приспособлений для измельчения, емкостей для хранения пробы, воздуха лабораторных помещений и т.д. Погрешнос- 68 ти,обусловленные внешними загрязнениями, особенно велики при определении примесей компонентов, их следовых количеств.
Вот почему при растирании образцов используют ступки из особо твердых материалов (агат или кварц) и хранят пробы в посуде из особых сортов стекла или полизтилена. Например, пробы воды для определения кремния отбирают только в полизтиленовые бутыли, а не в стеклянную посуду; при определении органических соединений, наоборот, предпочтительнее посуда из стекла. Таким образом, учитывая источники возможных потерь и загрязнений при отборе пробы, следует строго регламентировать методику пробоотбора: число и последовательность операций измельчения и просеивания, температурный режим, время растирания и контакта с атмосферой, очистку и материал пробоотборников и измельчающнх устройств и т.д.
Особо рассматривают вопрос о х р а н е н и и и к о н с е р в а— ц и и п р о б ы. Допустимый промежуток времени между отбором и . анализом зависит от состава пробы, природы определяемых компонентов и условий хранения пробы. Чем больше вероятность изменения содержания определяемых компонентов, тем скорее должен быть проведен анализ; если невозможно провести анализ сразу после отбора„то пробу консервируют.
Некоторые определяемые вещества устойчивы длительное время и не требуют особых условий консервации (резкое охлаждение, изменение РН среды, добавление стабилизирующих веществ). В отдельных случаях для сохранения определяемого компонента его зкстрагируют органическими растворителями или сарбируют на различных твердых веществах. Для получения достоверных результатов пробы природной воды, например, анализируют обычно в течение 1 — 2 ч после отбора. Пробы можно стабилизировать на несколько часов охлаждением до 0 С и на несколько месяцев резким охлаждением до — 20'С. Для консервирования определяемых компонентов добавляют равные консерванты, чаще всего зто кислоты и вещества, образующие комплексные соединения.
Хранят пробы в условиях, гарантирующих постоянство ее состава в отношении тех компонентов, которые предполагается определять, при атом учитывают комплекс условий (температура, освещенность, матеРиал посуды и т.д.); однако в ряде случаев до сих пор не найдено удовлетворительного способа хранения пробы. 3.2. ПОДГОТОВКА ПРОБЫ К АНАЛИЗУ Подготовка пробы — важный зтап проведения химических анали- зов. При подготовке пробы к анализу можно выделить три основные 69 стадии: 1) высушивание; 2) разлсокение (чаще с переведением пробы в раствор); 3) устранение влияния мешающих компонентов. В зависимости от цели анализа, природы обьекта и выбранного метода могут быть использованы различные модификации и комбинации этих стадий.
В правильном проведении химического анализа роль подготовки пробы настолько велика, что химик-аналитик должен каждый раз оценить необходимость включения указанных стадий в схему анализа, установить условия проведения этих стадий и оценить возможные погрешности на каждой из них. В данном разделе будут рассмотрены первая и вторая стадии пробоподготовки. Вода в пробах.
Высушивание образцов. Анализируемый образец содержит, как правило, переменное количество воды. Это может быть юпаически несвязанная вода, например, адсорбирооанная на поверхности пробы твердого вещества; сорбирооанная щелями и капиллярами аморфных веществ (цеолит, крахмал, белок); оннлюдированная полостями минералов, руд, горных пород. Такая вода присутствует в пробе как загрязнение из атмосферы или раствора, в котором формировалось анализируемое вещество.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
