Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (практическое руководство) (1110140), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Обнаружение элементов в смеси — трудная аналитическая задача, поскольку обнаруживаемые ионы и сопутствующие им ионы могут вступать в реакции со сходным внешним эффектом. Помехи со стороны сопутствующих ионов начинают проявляться при определенном соотношении обнаруживаемых и мешающих ионов и усиливаются с увеличением концентрации последних. Для устранения мешающего влияния сопутствующих ионов используют, главным образом, два пути.
1. Маскирование мешающих ионов. Для этого используют химические реакции, протекающие в той же фазе, что и реакции с обиаруживаемым ионом, и приводящие к уменьшению концентрации мешающих ионов или реагента. Для маскирования и демаскирования применяют реакции комплексообразования, кислотно-основные и окислительно-восстаиовительные. 2. Избирательное распределение компонентов анализируемой системы между двумя разделяющимися фазами (методы разделения).
Наибольшее значение в практике анализа имеют осаждение, экстракция и хроматография. Глава 2 ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ Качествениый анализ неорганических и органических веществ, осуществляемый химическими методами, основан на реакциях образования осадка определенного цвета, формы и свойств, окрашенного растворимого соединения или окрашенного продукта окислительно-восстановительной реакции, а также газа со специфическими химическими и физическими свойствами. Химические реакции обнаружения различаются по технике и методике выполнения и способу наблюдения.
Реакции можно выполнять «мокрым» и «сухим» путем, Чаше применяют анализ «мокрым» путем; при этом исследуемое вещество необходимо предварительно растворить в воде, кислоте или щелочи. Если вещество нерастворимо, следует сплавить его, например, со щелочью, а затем уже полученный плав растворить в воде или кислоте. Реакции «сухим» путем иногда используют для анализа твердых веществ, но чаще для проведения предварительиых испытаний.
Реакции, выполняемые «мокрым» путем, проводят преимущественно в пробирках и результат реакции наблюдают визуально. Если реакцию проводят в гетерогенной системе из двух несмеши- 11 вающихся растворителей (экстракция), то используют делительные воронки или пробирки с притертыми пробками. Образующиеся при встряхивании соедиыения переходят в один из растворителей.
Особенно часто используют реакции, сопровождающиеся образованием окрашенных соединений. Использование экстракции обычно обеспечивает относительно низкий предел обнаружения и повышает избирательность. Для обнаружения ионов можно использовать реакции, в результате которых образуются соединения с характерной формой кристаллов (микрокристаллоскопические решции). При анализе микрокристаллоскопнческим методом реакции проводят ыа предметном стекле. Форму и цвет образующихся кристаллов рассматривают под микроскопом. Для обнаруженыя веществ используют также капельным метод анализа. Методика выполнения капельных реакций заключается в нанесении капель испытуемого раствора и раствора реагента на поверхность пористых материалов (фильтровальная бумага), на непроницаемые среды (капельные пластинки), в микротигли, ыа часовые стекла и в пробирки для микроанализа.
Некоторые химические, особенно цветные, реакции имеют более низкий предел обнаружения, если их выполнить на бумаге, а не на капельной пластинке или в пробирке. Хорошим примером в данном случае может служить обнаружение Мп(Н) по реакции ь он. о1 Мп — Мл(ОН)1 — МвО(ОН)~+ Бензндин — Бензнднновая синь Эту реакцию можно применть для обнаружения на бумаге малых количеств марганца; предел обнаружения — 0,15 мкг.
Если реакцию проводить на капельной пластинке или в пробирке, можно обнаружить только 3 мкг в капле раствора. 2.1. ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РЕАКЦИЙ Реякцыи в пробирке. Исследуемый раствор (2 — 3 капли) вносят в пробирку капиллярной пипеткой так, чтобы кончик пипетки не коснулся стенок пробирки. Соблюдая условия проведения реакции, прибавляют 2 — 3 капли раствора реагента. Наблюдают внешний эффект реакции. Мнкрокрнсталлоскопнчеекые реакция. Каплю исследуемого раствора помещают на чистое и сухое предметное стекло, рядом помещают каплю реагента и соединяют их стеклянной палочкой. Капля должна быть небольшой (0=5 — 10 мм). Под микроскопом наблюдают форму кристаллов. Наблюдение начинают через некоторо~ время после внесения реагента.
В различных точках капли условия роста кристаллов различны. По периферии, где 13 в ббльшей степени испаряется растворитель, кристаллы образуются в первую очередь. В центре капли, где испарение не имеет большого значения„кристаллы появляются позже, Капельные реакции. Каплю раствора реагента наносят ыа полоску фильтровальной бумаги капилляром (конец должен быть ровным). Для этого концом капылляра слегка прикасаются к бумаге. Пятно должно быть круглой формы (0=2 — 3 мм).
В центр полученного пятна аналогичным образом наносят каплю исследуемого раствора. Реакции методом растнряныя. Небольшое количество исследуемого твердого вещества растирают ыа фарфоровой пластинке или в ступке с примерно равным количеством твердого реагента. Если в исследуемом веществе присутствуют ионы обнаруживаемого элемента, растертая смесь приобретает характерную окраску продукта взаимодействия этих ионов с реагеытом. Например, при растирании минерала, содержащего Ее(111) и 1чН|БС1ч, вследствие образовании (ХН4)„Ге(БСХ)„смесь приобретает красную окраску. Следует заметить, что большинство реакций при растирании твердых веществ идет с участием воды, адсорбированной из воздуха или содержащейся в данном соединении в виде кристаллизационной воды, и к реакциям сухим путем оны могут быть отнесены лишь условно.
Обнаружение с использованием экетракцин. Реакции проводят в пробирках с притертыми пробками. Для понижения предела обнаружения вещества соотношение объемов органической н водной фаз обычно берут следующее: к'.: Р,=1:3; 1:4. К нескольким каплям испытуемого раствора в пробирке добавляют все необходимые реагенты н органический растворитель (5 — 1О капель), закрывают пробирку пробкой и взбалтывают в течение 1 — 2 миы. После рассланвания наблюдают окраску или люминесцеыцию слоя органического растворителя, Люминесцентные реакции.
Люминесцентные реакции обычно проводят в виде капельыых на предметном стекле нли на фильтровальной бумаге, реже в пробирках. Выполнение этих реакций требует большой тщательности, так как само свечение (флуоресценция или фосфоресценция) существенно зависит от присутствия примесей, концентрации реагента и определяемого вещества, природы растворителя, температуры. При выполнении л1оминесцентыых реакций (особенно с органическими реагентаьш) необходимо проводить контрольный олыт. Для этого рядом с каплей анализируемого раствора наносят каплю контрольного раствора, содержащего все компоненты, кроме определяемого. Техника нанесения на бумагу капель исследуемого раствора н реагента обычная.
Влажное пятно высушивают на воздухе н наблюдают люминеспенцню В ультрафиолетовом свете. 13 Часто люминесцентные капельные реакции (например, при обнаружении висмута (Ш), сурьмы (П1), свинца (П), меди (П)) проводят при низкой температуре. Для проведения таких реакций необходимы жидкий азот и относительно толстая фильтровальная бумага, хорошо впитываюшая влагу. Пинцетом осторожно погружают бумагу с исследуемой каплей в сосуд Дьюара с жидким азотом на 20 — 30 с (до прекрашения кипения азота), Вынимают бумагу и сразу рассматривают в ультрафиолетовом свете. С сосудами Дьюара нужно обращать- ' 'л' сн осторожно! Иногда они могут растрескиваться и даже взрываться. Поэтому сосуды Дьюара должны находиться в снециальной подставке — деревянном или железном футляре. 2.2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ В лаборатории химических методов обнаружения для каждого студента необходим следующий набор стеклянной и фарфоровой посуды. В набор входят конические и цилиндрические пробирки вместимостью 3 — 5 мл.
Конические пробирки наиболее удобны для отделения осадка от раствора центрифугированием, вследствие чего их называют «центрифужными». Пробирки помешают в деревянные или пластмассовые штативы. Стаканы и конические колбы (обычно вместимостью 10 мл) используют при работе со сравнительно большими объемами растворов. Для выполнения цветных реакций, сопровождаюшихся характерной окраской осадка или раствора, можно использовать часовые стекла диаметром 4 — 5 см и с возможно большей выпуклостью. Плоские предметные стекла служат для микрокристаллоскопическнх реакций. Размер стекла 15 х 75 мм. Рекомендуется пользоваться тонкими предметными стеклами, так как при проведении реакций часто приходится прибегать к нагреванию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
