Навигация
Отбор, усреднение пробы и взятие навески
21128
знаков
0
таблиц
0
изображений
1. Отбор, усреднение пробы и взятие навески.
Жидкие и газообразные материалы, как правило, однородны и их пробы уже являются усредненными. Твердые материалы неоднородны по объему, поэтому для их анализа отбирают части вещества из разных зон исследуемого материала. Эти части измельчают, смешивают и усредняют по составу, например, квартованием. При квартовании смесь делят на четыре части, две из которых отбрасывают а две оставшиеся снова смешивают и квартуют пока не получат среднюю пробу массой от 10 г до 1 кг (рис. 1.2.1).
Пробу обычно используют для неоднократного проведения анализа. Часть средней пробы с измеренной на аналитических весах массой называют навеской. Следовательно, средняя проба должно быть достаточно большой, чтобы получить несколько навесок.
По размерам пробы, взятой на анализ, методы АХ делятся на макро- (0,1-1,0 г или 1,0-10 см3), полумикро- (0,01-0,1 г или 0,1-1,0 см3), микро- (0,001-0,01 г или 0,01-0,1 см3) и ультрамикрометоды (10-6-10-9 г или 10-3-10-4 см3)
2. Разложение (вскрытие) пробы.
Этот этап заключается в переводе анализируемой пробы в удобное для анализа агрегатное состояние или соединение. Для перевода пробы в раствор в химических методах ее непосредственно обрабатывают жидкими растворителями (водой, кислотами, щелочами) или после разрушения путем прокаливания, сожжения, сплавления с плавнями (или другими способами) в соединения, способные растворяться. В физических методах перевод вещества в необходимое для анализа состояние (например, газообразное) обычно производится воздействием потока энергии (искры, индукционно-связанной плазмы, электрического тока и др.)
3. Разложение, выделение определяемого компонента и его концентрирование.
Большинство аналитических методов недостаточно селективны (избирательны), т. е. обнаружению и количественному определению данного вещества могут мешать другие вещества, присутствующие в анализируемом объекте. Для устранения этого мешающего влияния используют методы разделения анализируемой смеси или выделения из нее определяемого вещества. Разделение заключается в разъединении анализируемой смеси на группы веществ, одна из которых кроме определяемого вещества должна содержать только те компоненты смеси, которые не мешают анализу. Если это не помогает, то применяют выделение определяемого вещества. Оно основано на извлечении этого вещества из смеси в чистом виде или в виде соединения известного химического состава.
В случае, когда концентрация определяемого вещества меньше предела обнаружения данного метода или меньше нижней границы его рабочего диапазона, то применяют концентрирование определяемого вещества. Концентрирование - это повышение отношения концентрации (или количества) определяемого микрокомпонента к концентрации (или количества) макрокомпонента. Различают абсолютное и относительное концентрирование. При абсолютном концентрировании определяемое вещество собирают в меньшем объеме или массе анализируемой смеси, а при относительном - выделяют из смеси так, чтобы отношение его концентрации к концентрации неотделившихся примесей увеличилось.
Для разделения, выделения и концентрирования используют химические, физические и физико-химические методы, разработка которых тоже является задачей АХ.
Из химических методов в основном применяют маскирование, осаждение и соосаждение.
Маскирование заключается в связывании мешающих ионов в малодиссоциированные, в основном комплексные соединения, или перевод их в другую форму (например, изменением степени окисления) без удаления из анализируемого раствора, поскольку в таком состоянии они не мешают определению данного вещества. Для маскировки широко применяют добавление в анализируемый раствор таких комплексообразователей, как органические кислоты (лимонная, уксусная, винная, щавелевая и др.), комплексоны, а также неорганические соединения, например фториды, цианиды и др.
Осаждение основано на выделении одного или нескольких ионов или веществ в виде малорастворимого соединения. Осаждение применяют для разделения элементов в химическом анализе и в химической технологии. Разделение осаждением основано на различной растворимости соединений, преимущественно в водных растворах.
Соосаждение - это захват посторонних веществ (примесей) осадком основного вещества (макрокомпонентом). При этом примеси не образуют собственной твердой фазы, а лишь соосаждаются за счет выделения на поверхности осадка основного вещества (адсорбция) или распределения по объему осадка в процессе его образования (окклюзия), или образования совместной кристаллической решетки с макрокомпонентом (изоморфизм), или образования химического соединения с ним (хемосорбция). Осадок основного вещества называют носителем или коллектором. Коллекторы - это органические или неорганические вещества, которые должны полностью захватывать нужные вещества и не захватывать мешающие микрокомпоненты и компоненты основного вещества.
В качестве неорганических коллекторов используют гидроксиды, сульфиды, фосфаты и др., т. е. преимущественно соединения, образующие аморфные (некристаллические) творожистые осадки с большой развитой поверхностью. Например, в качестве коллектора при анализе кадмия высокой чистоты используют оксид марганца (IV), позволяющий соосадить примеси As, Bi, Ga, In, Ni, Pb, Sb, Sn, Te, Ti.
Среди органических коллектров различают в основном три вида:
1) малорастворимые ассоциаты, состоящие из объемистого органического катиона и ониона (например, катион кристаллического фиолетового или метиленового синего или тиоцианат иои иодид);
2) хелаты (дитиокарбоминаты, дитизонаты, b-дикетоны и др.);
3) органические индифферентные соединения, которые не содержат комплексообразующих групп.
В качестве физических методов используют методы испарения: отгонку, перегонку (дисцилляцию), возгонку (сублимацию) и др.
Отгонка (выпаривание) - это одноступенчатый процесс разделения и концентрирования. При выпаривании удаляются вещества, которые находятся в форме готовых летучих соединений, ими могут быть и основа и примеси, причем последние отгоняют реже. Выпаривание проводят разными способами, например нагреванием снизу (с помощью водяной бани) или с верху (под инфракрасной лампой). В первом случае потери могут достигать до 50 - 70 %, во втором - меньше. Распространена отгонка с предварительным химическим превращением, как основы, так и примесей в легколетучие соединения в результате химических реакций. Один из таких методов - сжигание органических и биологических проб (сухая и мокрая минерализация). Сухую минерализацию проводят путем сжигания вещества в трубчатых печах в атмосфере воздуха или кислорода. Образующиеся летучие соединения CO, CO2, N2, SO2, SO3, H2O и другие улавливают с помощью адсорбционных систем и определяют. Мокрую минерализацию проводят в растворах анализируемых веществ, получая легколетучие соединения добавлением концентрированных кислот, их смесей или сильных окислителей (H2O2, KClO3, KMnO4 и др.).
Перегонка (дистилляция) - разделение жидких смесей на фракции различных составов путем их частичного испарения с последующей конденсацией образовавшихся паров. Разделение основано на различии температур кипения жидкостей, составляющих данную смесь. Используют при анализе органических и неорганических смесей.
Возгонка (сублимация) - это перевод вещества из твердого в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. К возгонке прибегают, когда разделяемые компоненты трудно плавятся или растворяются. Использование метода ограничено небольшим числом сублимирующихся веществ.
В качестве физико-химических методов применяют экстракцию, сорбцию, ионный обмен, хроматографию и различные электрохимические методы, например электролиз, электрофорез, электродиализ и др.
Экстракция - это процесс извлечения одного или нескольких веществ из раствора путем добавления к нему другого растворителя, значительно лучше растворяющим извлекаемые вещества, но не смешивающимся с первым растворителем. Разделение основано на различной растворимости веществ в различных растворителях. Экстракцию широко используют для разделения смесей элементов.
Сорбция - это процесс поглощения газов, паров и растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями на твердом носителе (сорбентами). В качестве поглотителей используют различные высокопористые вещества: активные (активированные) угли, силикагель, диатомовую землю, желеобразные гели с различным размером пор между их частицами, а также различные органические поглотители (цеолиты). Сорбция веществ может происходить на поверхности сорбента (адсорбция), или всем его объемом (абсорбция), или путем образования химических соединений между материалом сорбента и разделяемыми веществами (хемосорбция). Активные угли получают при действии на уголь неактивных паров H2O или CO2 при 850 - 950 С0. При этом часть угля выгорает и получается активный уголь, пронизанный порами с радиусом менее 1 нм. Активные угли используют в качестве эффективных сорбентов для извлечения Pb из атмосферного воздуха; Ca, Ba, Sr из концентрированных растворов солей, щелочей и других соединений; Cr, Mo, V из воды и др. Силикагель - это высушенная кремниевая кислота:
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3¯ + 2NaCl
H2SiO3® SiO2 +H2O
Ионный обмен основан на разделении смеси ионов с помощью твердых веществ ионитов, способных обменивать свои ионы на ионы раствора, который пропускают через слой ионита (подробнее см. гл.).
Хроматография - это совокупность методов разделения и анализа смесей с помощью подвижной и неподвижной фаз хроматографической системы, которые не смешиваются друг с другом. Разделение основано на различном сродстве компонентов смеси к этим фазам, а за счет этого - на различной скорости перемещения компонентов в потоке подвижной фазы относительно слоя неподвижной фазы (подробнее см. гл. 2.6 и 2.7).
Электролиз - это совокупность методов разделения и анализа растворов электролитов, основанная на протекании в нем окислительно-восстановительной реакции под действием пропускаемого через электролит электрического тока, с выделением продуктов электролиза на электродах. Разделение основано на различной способности веществ выделяться на электродах в зависимости от величины тока или напряжения электролиза.
Электрофорезом называется движение заряженных диспергированных (раздробленных) частиц в жидкости под действием электрического поля. Разделение основано на различной подвижности частиц различных веществ в электрическом поле постоянного тока.
Электродиализ - это ускоренная форма диализа, основанного на разделении растворенных частиц, значительно различающихся между собой размерами и массой, с помощью полупроницаемой мембраны. При электродиализе скорость движения частиц через мембрану задается электрическим полем. Для его создания по обе стороны мембраны помещаются электроды, на которые подается внешнее напряжение. Например, с помощью электродиализа можно отделить примеси электролитов от чистого растворителя, используя мембрану проницаемую для ионов электролита.
Похожие работы
... названия. В качестве основного синонима будут также приводиться торговые названия, под которыми JIC зарегистрировано или производится в Российской Федерации. 4 Методологические основы классификации лекарственных средств Количество ЛС в мире непрерывно возрастает. На фармацевтическом рынке в России в настоящее время обращается более I8 ООО наименований ЛС, что в 2,5 раза больше, чем в 1992 г. ...
... », «запрещено», «безразлично» и т. п. 1 Особенности других видов норм, в том числе и их структуры, рассматриваются в пар. 4 наст. главы. 1Черданцев Л.Ф. Теория государства и права. Курс лекций. Екатеринбург, 1996. С. 83-84; Общая теория права / Под ред. А.С. Пиголкина. М., 1995. С. 157-158.1Название «диспозиция» как специальное для «карательных» норм уголовного и административного права вполне ...
... . Его сбалансированность по ценам, товаропотокам, количеству и качеству товаров и услуг выступает необходимой составляющей оценки качества жизни населения. Развитие конкурентной среды потребительского рынка в муниципальном образовании способствует созданию эффективных условий для лучшего обеспечения населения услуг торговли и общественного питания. Важная составляющая муниципального управления – ...
... понимают прежде всего методологию научного познания, т.е. учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности. Методология науки дает характеристику компонентов научного исследования его объекта, предмета анализа, задач исследования, совокупности исследовательских средств, необходимых для их решения, а также формирует представление о последовательности движения ис ...
0 комментариев