Мокрое озоление

При мокром озолении образец обрабатывают концентрированными минеральными кислотами и (или) сильными окислителями. Условия окисления поддерживают постоянными на всех этапах озоления. Часто для процесса разложения смесь нагревают до температуры 100-200 °С. Мокрое озоление происходит быстро и при более низких температурах, поэтому оно вызывает намного меньше неприятностей, связанных с потерями из-за улетучивания. Главным недостатком этой методики является возможность внесения загрязнений из-за большого избытка применяемых реагентов. Для мокрого озоления наиболее широко используют следующие кислоты: азотную, серную и хлорную (НсlO₄). Смесь их в пропорции 3:1:1 растворяет большинство органических материалов. Если проба содержит большое количество кальция, серную кислоту следует исключить из-за возможности соосаждения следовых элементов с СаSO₄. Нерастворимость некоторых сульфатов (например свинца, серебра, бария) и хлоридов (серебра, свинца) в ряде случаев ограничивает выбор кислот, пригодных для разложения, хотя значения ПР этих соединений не слишком велики для содержаний следов металлов. Иногда при мокром сожжении применяют другие окислители, такие как перекись водорода и перманганат. В качестве катализаторов иногда используют соли молибдена (VI). Хотя потери за счет летучести соедине­ний при мокром озолении, как известно, намного меньше, чем при сухом озолении, пренебречь ими нельзя. Например, если разложение проводить в открытом стакане, можно потерять некоторое количество ртути. В этом случае рекомендуется специально разработанный прибор с обратным холодильником. В основном теряются элементы, образующие летучие оксиды, такие как рутений и осмий. Если органическое вещество в процессе разложения обугливается, то время от времени могут возникать восстановительные условия, что может привести к потере селена, мышьяка и сурьмы, образующих летучие гидриды. Известно, что присутствие хлорорганических соединений приводит к потерям германия и мышьяка благодаря образованию летучих хлоридов. Имеются данные, показывающие, что если озоление проводить в кипящей смеси соляной и серной или хлорной кислот, могут быть потеряны сурьма, мышьяк, бор, хром, германий, селен и олово. При использовании концентрированной хлорной кислоты для мокрого озоления требуются некоторые предосторожности. Ее применение желательно, поскольку горячая концентрированная кислота - чрезвычайно сильный окислитель, способный разрушать самые устойчивые органические материалы. Однако, если с кислотой неправильно обращаться, ее высокая реакционная способность может привести к сильным взрывам. В первую очередь необходимо помнить, что кислота является окислителем только тогда, когда она и горячая и концентрированная. Холодная концентрированная (70 %) кислота не окисляет даже иодиды до иода или железо (II) до железа (III). Правила безопасности при работе с HClO₄:

-Никогда не обрабатывать неразложенные вещества непосредственно концентрированной НСlO₄ во избежание возможного воспламенения или взрыва.

-Всегда предварительно обработать пробу азотной кислотой для разложения легко окисляемых соединений.

-Если произойдет выброс НСlO₄, остаток нужно немедленно разбавить водой. Разбавление и охлаждение кислоты эффективно выключает ее окислительную способность.

-Никогда не допускать полного упаривания НСlO₄. Если процесс испарения НСlO₄ трудно проконтролировать, в кипящую жидкость следует добавить серную кислоту. Серная кислота останется и после полного испарения НСlO₄.

-При первом же появлении обугливания смесь немедленно разбавить и охладить.

-Рекомендуется закрывать дымящую НСlO₄. В противном случае возможна конденсация и накапливание паров НСlO₄ в помещении.

4. Другие методы.

Для разложения органического вещества перед элементным анализом предложен и ряд других методов. Например, обрабатывали пробу азотной кислотой, выпаривали ее досуха на горячей плитке при 350 °С. Операцию повторяли до полного сожжения органической части пробы. Сообщалось, что наряду с другими элементами в раствор полностью переходят мышьяк, сурьма, кадмий. Для обработки веществ, содержащих летучие элементы, такие как ртуть, с успехом использовались кислородные бомбы и метод разложения в сосуде под давлением. Для сохранения мышьяка, селена, кадмия, германия, олова и некоторых других элементов можно использовать методику озоления низкотемпературной кислородной плазмой. Было бы чрезмерным оптимизмом считать, что подготовка проб к анализу - вопрос решенный.

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ.

Выпаривание - простой, но сравнительно медленный метод концентрирования растворов. Его основное преимущество состоит в том, что нет необходимости использовать большие количества реагентов или сложную стеклянную посуду, а это снижает уровень загрязнений. Основной недостаток - увеличение общего содержания нерастворенных частиц, что может привести к потерям за счет образования осадков, увеличения вязкости, загрязнений от горелки, разбрызгивания и т.д. Кроме того, выпаривание - процесс очень медленный, требующий многих часов работы для достижения даже сравнительно небольшой степени концентрирования. При концентрировании надо следить за тем, чтобы в сосуд не попадала пыль, для этого применяют покровные стекла. Кроме того, для удаления пара над сосудом при испарении следует пропускать ток сухого, чистого воздуха лучше всего для упаривания использовать посуду из полиэтилена или тефлона. Крышку над сосудом можно также изготовить из большого пластмассового стакана, на стенке которого имеется отверстие для подвода воздуха. Для предупреждения гидролиза пробу обычно подкисляют концентрированной HCl (I - 2 % от объема раствора). В некоторых случаях возможны потери из-за осаждения CaSO₄, BaSO₄, SiO₂ и т.д. Вследствие улетучивания иногда теряется ртуть и, в меньшей степени, мышьяк и сурьма. Во избежание этого процесс выпаривания необходимо проводить при наименьшей возможной температуре, которая позволяет проводить концентрирование не слишком долго. Во избежание потерь из-за разбрызгивания нельзя допускать кипения раствора. Лучше использовать лампу накаливания или горячую плитку, либо их сочетание. Выпаривание - основная методика подготовки к анализу проб с низким содержанием взвешенных частиц, таких как вода, минеральные кислоты, органические жидкости и т.д.

Дата добавления: 2015-07-11