Нежелательные процессы, происходящие при разложении пробы

В некоторых случаях при разложении пробы часть определяемо­го вещества может теряться, либо в пробу могут попадать посторон­ние вещества, мешающие дальнейшему определению целевого ком­понента. Причинами таких нежелательных явлений могут быть:

• материал, из которого изготовлена химическая посуда;

• недостаточная чистота используемых реактивов;

• сорбция веществ на стенках посуды;

• разбрызгивание, распыление пробы;

• потери легколетучих веществ и т.д.

Для того чтобы уменьшить загрязнение пробы в процессе про- боподготовки, используют посуду, изготовленную из стекла специ­альных сортов с высоким содержанием SiO₂. Стеклянная посуда должна быть хорошо очищена хромовой смесью или смесью концентрированной HCl и H₂O₂. Чистая посуда меньше сорбирует различные вещества на своих стенках. Стеклянную посуду не следует использовать при работе со щелочными растворами, а также при высокой температуре. Для проведения операций сплавления и сжигания применяют фарфоровую посуду (тигли, выпарительные чашки). Химическая стойкость фарфора выше, чем у лабораторного стекла, его можно использовать при температурах порядка 1100-1300 °С.

В настоящее время всё большее применение находит посуда из кварца, которая устойчива к действию химических реагентов и нагре­ванию до 1100 °С. Недостаток данного материала - большая хруп­кость. Часто используются тигли, изготовленные из металлов (плати­ны, никеля, железа), а также графита, стеклоуглерода. Перспективным материалом для работы при невысоких температурах являются полиэтилен (до 60 °С) и тефлон (до 250 °С).

Для уменьшения сорбции катионов на поверхности посуды про- боподготовку лучше проводить в кислой среде. Органические вещест­ва хорошо сорбируются на пластмассах, что необходимо учитывать при хранении растворённых проб.

Реактивы, используемые для разложения проб, должны, как пра­вило, иметь квалификацию «х.ч.» или «ос.ч.». Для того чтобы учесть влияние реактивов, проводят контрольный опыт, в ходе которого в аналогичных условиях разлагают сходную по составу с анализируе­мым образцом пробу, не содержащую определяемого компонента.

Для уменьшения потерь от разбрызгивания и улетучивания оп­ределяемых веществ нагревание ведут с использованием обратного холодильника. Более перспективным является использование для раз­ложения проб специальных герметично закрывающихся сосудов- автоклавов. Использование таких устройств предотвращает потери от улетучивания и разбрызгивания компонентов пробы. Кроме того, в герметично закрытом автоклаве взаимодействие компонентов пробы с реагентами происходит под давлением (10-20 атм), поэтому скорость разложения пробы при минерализации существенно увеличивается.

В качестве приборов для разложения пробы при высоких темпе­ратурах в последнее время всё шире используются специальные микроволновые печи. Использование микроволнового нагревания вместо традиционного термического позволяет ускорить процесс разложения пробы в 10-20 раз.

МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

9.1. Общая характеристика и классификация

ГЛАВА9

Всякий раз, когда химик сталкивается с необходимостью анали­за сложного объекта, в котором наряду с интересующим его соедине­нием содержится много других веществ, и, кроме того, концентрация этого соединения очень мала, перед ним обязательно встают следую­щие проблемы. Во-первых, как добиться того, чтобы посторонние вещества не мешали определению? Во-вторых, можно ли повысить концентрацию вещества в исследуемом объекте? Для решения по­добных проблем в аналитической химии используют разнообразные методы разделения и концентрирования.

разделение

матрица среда, в которой содержится целевой компонент

Разделение - любой процесс или операция, в результате кото­рых компоненты, составляющие исходную смесь, отделяются один от другого. Процесс, в котором нужные компоненты выделяют в са­мостоятельную фазу или часть фазы, называется выделением.

* 2!

выделение

Концентрирование - процесс или операция повышения содер­жания определяемого вещества по отношению к матрице или мат­ричным компонентам.

---------- w	II
	Ш	Ш

концентрат

Концентрирование является частным случаем разделения. В ос­нове этих операций лежат, как правило, одни и те же процессы. Раз­
личие между ними заключается в целях проведения. Цель разделения - упрощение способов определения интересующего нас вещества, цель концентрирования - снижение предела обнаружения (определе­ния) вещества.

Для количественной характеристики эффективности разделения и концентрирования используют, соответственно, коэффициент раз­деления и коэффициент концентрирования. Рассмотрим, например, процесс разделения веществ, основанный на их различном распреде­лении между двумя фазами. Отношение общих концентраций вещест­ва в одной и второй фазах называется коэффициентом распределения

(D).

Г^п

D

A

в

Коэффициент разделения (K_a/b) - это отношение коэффици­ентов распределения двух веществ.

_CII ^CA

D

^CA ^CB

Разделение считается эффективным, если значение K_A/B велико, а произведение D_AD_B близко к 1.

S

Коэффициент концентрирования - величина, показывающая во сколько раз изменяется отношение абсолютных количеств микро - и макрокомпонента в концентрате по сравнению с исследуемой мат­рицей.

qk. Qm

Qk Qm

В настоящее время известны десятки различных методов разде­ления и концентрирования веществ. Единой и общепринятой их клас­сификации нет. Обычно в качестве основного классификационного критерия используют наличие и характер фазовых переходов.

Методы разделения, основанные на различном межфазном рас­пределении веществ, в которых одна из фаз является подвижной, а другая - неподвижной и процесс переноса вещества между ними про­исходит многократно, называются хроматографическими. Хромато- графические процессы могут протекать в системе жидкость-жидкость (жидкость-жидкостная хроматография), жидкость - твёрдое вещество (адсорбционная хроматография, ионообменная хроматография и др.), газ - жидкость (газожидкостная хроматография) и т.д.

Дата добавления: 2015-09-07