ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарение основы из "Основы спектрального анализа" Испарение основы. В методе испарения предусмотрено испарение летучих иримесей из малолетучей основы, но очень часто приходится иметь дело с образцами, в которых основа обладает большей упругостью пара, чем примеси. Наиболее часто встречающийся случай такого рода — анализ водных растворов, содержащих малое количество примесей. [c.223] Упаривание растворов часто дает возможность повысить концентрацию примесей в них па много порядков. [c.224] Основная трудность этого приема обычно заключается в том, чтобы не загрязнить раствор в процессе упаривания. Для этого нужно рационально выбрать материал чашки, из которой ведется испарение, например, не пользоваться стеклянной или кварцевой посудой, если нужно определять кремний, и не выпаривать раствор в обычной платиновой чашке, если мы хотим найти следы железа. Выпаривание лучше вести медленно, а иногда целесообразно вести испарение при низкой температуре при этом скорость испарения уменьшается, и, чтобы ускорить процесс, иногда ведут испарение в вакууме. Разумеется, таким методом можно пользоваться не только для обогащения водных растворов, но и при анализе органических жидкостей, соляной, азотной и других кислот и т. п. [c.224] Конструкция установки для упаривания и выбор режима иснарения будут в этом случае определяться характером задачи. Очевидно, что например азотную кислоту можно отгонять только из химически стойких сосудов и при хорошей тяге, а испарение спирта можно проводить практически в таких же условиях, как и испарение воды. [c.224] Испарение основы может с успехом проводиться не только при анализе растворов, но и при анализе ряда металлов, в особенности легколетучих. Такого рода методы были разработаны для анализа ртути, цинка и некоторых других металлов. [c.224] Дистилляция металла в этом случае обычно производится в стеклянной эвакуированной трубке. Может быть использована проба весом в несколько граммов. Температура, при которой ведется процесс, выбирается так, чтобы он заканчивался не более чем за 2—3 часа. Существенно, чтобы во время испарения в трубку не подтекал атмосферный воздух, так как это приводит к окислению основы. Окислы, как правило, обладают низкой упругостью пара и не испаряются при температуре опыта. Это приводит к уменьшению коэффициента обогащения, который, в сущности, ограничивается чаще всего количеством окисла, содержащегося в исходном металле. При испарении большого количества основы всегда есть некоторая опасность, что при этом, тем или иным путем, увлечется часть определяемых примесей. Опыты, проведенные с радиоактивными индикаторами, показали, что иногда такое явление действительно наблюдается. Поэтому эталонные образцы следует подвергать такому же процессу испарения, как и анализируемые. [c.224] Если основа и примеси значительно различаются по упругости паров и процесс испарения ведется достаточно медленно, то унос примесей незначителен. Так, при анализе цинка этим методом было показано, что в процессе обогащения теряется не более 10% Ге и Со и не более 20% Зп и 8Ь. [c.224] Для того чтобы создать более значительную разность упругостей паров примесей и основы, иногда выгодно перевести пробу в какое-либо другое соединение. Так, например, при анализе полупроводникового кремния применялась обработка образца нарами НГ, приводящая к образованию легколетучего 31Г4, который испарялся, причем в остатке сохранялись фториды всех важных примесей. Аналогично можно анализировать германий, отгоняя при 85° из солянокислого раствора легколетучий ОеСЬ, все остальные примеси остаются при этом в растворе. Хлорирование пробы газообразным хлором или парами НС1 может также привести к отделению основы, дающей достаточно летучие хлориды. Такой прием применялся, например, нри анализах чистого циркония и олова. [c.224] Одним из широко распространенных приемов обогащения является сжигание, или озоление, образца. Оно обычно применяется при анализе органических объектов тканей растении и животных, нефти, масел и т. п. [c.225] Использование различия в растворимости для эогащения пробы. Приготовление растворов. Различие в растворимости разных соединений в тех или иных растворителях широко используется в аналитической практике для разделения элементов. Естественно, что оно применяется в спектральном анализе как один из методов обогащения пробы. Обычно трудно работать с концентрированными растворами, и содержание металла в них редко может превышать 10%. Таким образом, к анализируемой пробе приходится добавлять по меньшей мере десятикратное количество растворителя. Для труднорастворимых соединений это количество приходится увеличить еще по крайней мере на порядок. При этом очень легко внести дополнительные загрязнения в пробу, в особенности если речь идет об определении распространенных элементов, таких, например, как железо, алюминий, кальций, бор и т. п. Это следует иметь в виду и контролировать с необходимой чувствительностью чистоту самого растворителя и всех реактивов, участвующих в процессе обогащения, — кислот, воды и т. д. [c.225] Вторым источником загрязнений является, как мы уже говорили, химическая посуда. Она же может служить и причиной потерь некоторых примесей, находящихся в малых концентрациях. Такие потери происходят в результате адсорбции на стенках сосуда. Ориентировочно можно указать, что потери растворенного вещества в результате адсорбции на стенках могут быть особенно заметны в растворах с концентрацией примесей, меньшей 10 %. Для уменьшения адсорбции лучше работать со слабокислыми растворами. Выбор посуды, не дающей загрязнений, зависит от характера задачи. В очень многих случаях наилучшие результаты можно получить с полиэтиленовой или тефлоновой посудой. [c.225] Различие растворимостей применяется в методах, использующих экстракцию и осаждение. [c.225] В качестве одного из растворителей чаще всего употребляется неорганическая кислота или вода, в качестве другого — какая-либо органическая жидкость эфир, керосин, хлороформ и др. [c.226] Типичным примером применения экстракции при спектральном анализе является определение редкоземельных элементов в уране. Обогащение основано на том, что азотнокислый уран хорошо растворим в этиловом эфире, в то время как азотнокислые соли редких земель в нем практически нерастворимы (за исключением солей четырехвалентного церия). Здесь приведены те условия экстракции, которые были разработаны в лаборатории автора. Они не являются жесткими и могут, вероятно, меняться в довольно широких пределах. В описываемом методе 5 г сухого уранилнитрата помещались в делительную воронку, заливались 1 мл 3-нормального водного раствора азотной кислоты и 30 мл диэтилового эфира, предварительно уравновешенного с равным объемом 4,5-нормаль-ного водного раствора азотной кислоты. Смесь тщательно взбалтывалась, и после растворения нитрата и отстаивания эфирная фаза сливалась. К водной фазе снова добавлялись 30 мл эфира, уравновешенного с 4,5-нормальной НКОз, смесь снова взбалтывалась, и весь процесс повторялся 5—6 раз. Весь цикл экстракций занимает минут десять, после чего все редкие земли оказываются сосредоточенными примерно в 1—2 см водной фазы. Количество содержащегося в ней урана позволяет при анализе концентрата обнаружить только его последние линии. [c.226] Проверка с помощью радиоактивных индикаторов показала, что при аккуратной работе потерь редких земель практически не происходит. Однако, чтобы исключить влияние возможных потерь на результаты анализа, в пробу перед экстракцией добавлялось некоторое количество лантана, линии которого служили линиями сравнения. Этот прием позволяет практически не заботиться о потерях, так как потери лантана и редких земель происходят в одинаковых пропорциях. Аналогичные методы применялись при анализе тория, железа и других элементов. [c.226] Существенного расширения применения экстракции удалось достигнуть при использовании металлоорганических комплексов. Этот метод основан на образовании элементоорганических соединений, которые обладают большей растворимостью в органических растворителях, чем в водной фазе. Применением различных органических реагентов, варьированием pH раствора и другими приемами удается избирательно переводить в органическую или водную фазу исследуемые элементы. Могут быть использованы различные органические реагенты. Так, например, 8-орто-оксихинолин (оксин) образует стабильные, растворимые в хлороформе соединения с большим числом катионов (А1, Ве, Оа, 1п, В1, N1). Дитизон образует растворимые в хлороформе комплексные соединения с Со, N1, Р(1, Zn, РЬ и 1п. Подбором pH можно как в том, так и в другом случае увеличить специфичность реагента, если это необходимо. Купферон образует с Ге, Т1, V, 2г, 8п, В1, Nb, Се и в очень кислых растворах труднорастворимые соли, которые хорошо растворимы в эфире. Из водных растворов куиферонатов могут экстрагироваться щелочные и щелочноземельные металлы, А1, N1, Со, Zn, Сг и некоторые другие. [c.226] Вернуться к основной статье