ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы разделения и концентрирования из "Очерки аналитической химии" Михаил Семенович Цвет 1872-1919). [c.81] В настоящее время методы хроматографического разделения успешно развиваются в нескольких направлениях и большими коллективами исследователей. Выполняются глубокие теоретические исследования в области общей теории хроматографии и ионного обмена в Институте физической хи.мии АН СССР в Москве (К. В. Чмутов), Московской сельскохозяйственной академии (В. В. Рачинский), ГЕОХИ АН СССР (М. М. Сенявин), Московском университете, Воронежском университете. Институте физической химии АН УССР. Аналитические приложения ионообменной хроматографии развиваются в Московском университете (Т. А. Белявская), Краснодарском сельскохозяйственном институте (И. К. Цитович), Томском университете (Г. А. Катаев) и многих других учреждениях. [c.81] В анализе органических и неорганических веществ применяют хроматографию на бумаге. Разработаны многочисленные методы разделения сложных смесей ионов, например смесей редкоземельных элементов, продуктов деления урана, элементов группы платины. Исследования в области бумажной хроматографии проводятся в Киеве, Москве и других городах. [c.82] В последние годы получила развитие гель-фильтрационная хроматография, предложенная Киркландом. Колонку заполняют сорбентом с высокой пористостью — сефадексом, разделение обусловлено размером пор этого сильно набухающего сорбента. [c.82] Одним из наиболее важных методов разделения и концентрирования является экстракция. Хотя термин экстракция приложим к различным фазовым равновесиям (жидкость — жидкость, газ — жидкость, жидкость — твердое тело и т. д.), чаще его применяют к системам жидкость — жидкость, и термин этот служит обиходной формой более правильного названия жидкость — жидкостная экстракция . Под экстракцией понимают процесс распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями и соответствующий метод выделения и разделения веществ, основанный на таком распределении. Одним из несмешивающихся растворителей обычно является вода, вторым — органический растворитель, однако это не обязательно. Известны экстрационные системы, включающие расплав солей или металлов возможны системы из двух несмещивающихся органических растворителей или системы с неорганическими растворителями типа жидкой двуокиси серы. Однако в больщинстве случаев применяют комбинацию вода — органический растворитель. [c.83] Экстракционный метод отличается универсальностью, он пригоден для выделения почти всех элементов в различных концентрациях. Экстракция позволяет разделять сложные многокомпонентные смеси зачастую эффективнее и быстрее, чем другие. методы. Выполнение экстракционного отделения или разделения не требует сложного и дорогостоящего оборудования. Процесс может быть автоматизирован, при необходимости им можно управлять на расстоянии. [c.83] Экстракция прищла в советские аналитические лаборатории, вероятно, в 30-е годы вместе с дитизоном — реагентом, комплексы которого обычно извлекают четыреххлористым углеродом или. хлороформом. Кроме того, с давних пор экстрагировали железо ди-этиловым эфиром из растворов соляной кислоты. Массовое применение метод экстракции получил в послевоенные годы, особенно с пятидесятых годов. Вклад в теорию экстракционных процессов и разработку практически полезных экстракционных методов внесли на этом этапе В. И. Кузнецов, В. В. Фомин, В. М. Вдовенко, А. В. Николаев, А. М. Розен и их сотрудники. Так, большое значение имела обзорная статья В. И. Кузнецова, напечатанная в журнале Успехи химии в 1954 г. важную работу о физической химии экстракции опубликовал А. М. Розен в 1957 г. Монография В. В. Фомина Химия экстракционных процессов (1960) была одной из первых книг по экстракции. [c.83] Синицын и др.), Перми (В. П. Живоппсцев). Мощная группа сложилась в Институте неорганической химии Сибирского отделения АН СССР под руководством А. В. Николаева (Л. М. Гиндин, В. А. Михайлов, И. И. Яковлев и др). Большинство названных лабораторий и ученых продолжает активную работу. Так, в Новосибирске ведутся исследования экстракции благородных металлов, никеля и кобальта, поиск и испытание новых экстрагентов, среди которых сульфиды и сульфоксиды. [c.84] Экстракционный метод получил в аналитической химии очень широкое распространение, в частности, в непосредственном сочетании с методами последующего определения. Однако он имеет большое значение и для простого разделения смесей. [c.84] В этом качестве в последние годы получила признание распределительная хроматография с неподвижной органической фазой, иначе называемая экстракционной хроматографией. На инертный мелкозернистый и пористый носитель, например на порошок фторопласта или силикагеля, наносят в качестве неподвижной фазы какой-либо экстрагент. Носитель с неподвижной фазой загружают в колонку и пропускают через нее водный раствор, содержащий разделяемую смесь компонентов. Состав водной фазы при таком способе работы легко изменять, например менять концентрацию ионов водорода в нем. Как экстрагенты применяют трибутилфос-фат, амины и др. Экстракционная хроматография отличается от обычной экстракции многоступенчатостью процесса разделения многократность актов обмена позволяет разделять близкие по свойствам соединения. [c.84] Богата литература по экстракции нет, правда, современного общего руководства или учебного пособия, которое охватывало бы все аспекты экстракции и ее аналитического использования. Из монографий можно назвать следующие Дж. Моррисон, Г. Фрай-зер Экстракция в аналитической химии (1960) И. Стары Экстракция-хелатов (1964) Ю. А. Золотов Экстракция внутрикомплексных соединений (1968) Ю. А. Золотов, Н. М. Кузьмин Экстракционное концентрирование (1971) Ю. А. Золотов, Б. 3. Иофа, Л. К- Чучалин Экстракция галогенидных комплексов металлов (1973) В. С. Шмидт Экстракция аминами (1970). [c.85] Шведов и А. В. Степанов. В ГЕОХИ АН СССР Е. К. Корчемная описала несколько способов разделения смесей редких и благородных металлов, она использует электрофорез на бумаге. [c.85] Надо сказать, что методы выделения и разделения, используемые в аналитической химии, обычно применяются и в других областях науки и техники. Поэтому подчас трудно определить принадлежность и целевую направленность работ, например, по экстракции или ионообменной хроматографии. В меньшей мере это относится к бумажной и тонкослойной хроматографии, которые чаще всего решают именно аналитические задачи. [c.85] Концентрирование. Важное место в аналитической химии занимают методы концентрирования микрокомпонентов. Иногда применяют так называемое абсолютное концентрирование — перевод микрокомпонентов из большого объема раствора в малый это в ряде случаев позволяет снизить предел обнаружения. Однако гораздо большее значение имеет относительное концентрирование— это отделение определяемых микрокомпонентов от основы, от мешающих макрокомпонентов. Относительное концентрирование называют также обогащением. Этот вид концентрирования используют при анализе чистых веществ, а также металлов и сплавов, в ряде случаев при анализе минерального сырья. Относительное концентрирование можно осуществить двумя способами либо путем выделения нужных для последующего определения микроэлементов, либо путем удаления основных компонентов. [c.85] Применение концентрирования может увеличивать точность определений за счет устранения различных мешающих влияний, но может и снижать ее из-за потерь определяемых компонентов или загрязнений извне. Суммарный эффект определяется рациональным подбором операций. Во многих лабораториях проводят многоэлементный анализ образцов различной природы и различного происхождения, поэтому имеют место фоновые помехи, отрицательно влияющие на точность определений и предел обнаружения. Предварительное концентрирование снижает память аналитического прибора, повышая тем самым надежность определения. [c.86] Концентрирование эффективно, когда необходимо применять стандартные образцы с известным содержанием компонентов, а анализировать приходится разнообразные по природе объекты. Если состав анализируемых материалов сильно различается, обеспечение стандартными образцами становится сложной проблемой. Предварительное концентрирование позволяет эту проблему почти полностью снять и проводить анализ с привлечением унифицированных стандартных образцов. Растворение образцов и перевод определяемых микрокомпонентов в единую универсальную основу (например, на угольный порошок) значительно облегчает калибровку. Так, в эмиссионном спектральном, атомно-абсорбционном, рентгенофлуоресцентном, активационном, спектрофотометрическом и люминесцентном методах в качестве стандартных образцов (независимо от природы анализируемого объекта, после сброса матрицы) используют растворы соединений элементов. [c.86] Концентрирование облегчает пробоотбор. Ошибка отбора средних проб твердых веществ возрастает с уменьшением размера аналитической пробы. Для некоторых методов малый размер пробы становится существенным фактором, например, для масс-спектрометрии с искровым источником ионов, оперирующей с пробами в 10—20 мг. Концентрирование позволяет выделять определяемые компоненты из большой навески образца, что способствует уменьшению ошибки пробоотбора и в значительной. мере устраняет влияние неоднородности образцов. [c.86] У концентрирования есть недостатки. В большинстве случаев оно удлиняет анализ, а также часто усложняет его для осуществления концентрирования нужны реактивы высокой чистоты (когда определяются распространенные элементы, например железо, фосфор), причем иногда в немалых количествах, в отдельных случаях требуется специальная аппаратура и освоение специфических приемов работы. Процесс концентрирования может сопровождаться потерями определяемых элементов или внесением загрязнений извне. Однако достоинства концентрирования перекрывают его недостатки. [c.87] В настоящее время наибольшее распространение получили следующие методы предварительного концентрирования экстракция (в том числе экстракционная хроматография), соосаждение и осаждение, дистилляционные методы (отгонка, фракционное испарение, сублимация), адсорбционная, распределительная, осадочная хроматография и ионный обмен, электрохимические методы (электроосаждение, электродиализ, цементация, ионофорез), зонная плавка, озоление. Известны и другие методы — ультрацентрифугирование, диализ, диффузия и термодиффузия, электродиффузия, флотация. [c.87] При выборе приема концентрирования важна также информация или предположения о формах существования микрокомпонентов, присутствующих в пробе, о состоянии окисления, равномерности распределения их по объему однородности природы (минеральной или органической), ионном или коллоидном состоянии в растворах и т. п. Это важно, хотя концентрирование и переводит компоненты в однородное состояние независимо от иервоначаль-нЬй формы существования их в анализируемой пробе. При ono ставлении способов концентрирования нужно принимать во внимание взаимное влияние основы и микроэлементов в процессе переработки пробы. В дистилляциониых методах учитывают, например, воз.можности образования азеотропных смесей, при осаждении — соосаждение. [c.88] Вернуться к основной статье