Файл: Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 1
В зерно Б для маскировки Fe3 + |
добавляют |
щелочной раствор |
|||||
(2 н. по КОН ) тартрата . |
Спустя |
некоторое |
время |
по |
синей |
||
окраске с бензиднном обнаруживают присутствие |
М п 2 + . |
При |
|||||
последующем добавлении |
2 и. соляной |
кислоты |
зерно |
пол |
|||
ностью обесцвечивается |
(иногда |
остается |
желтоватым, но это |
||||
не мешает дальнейшей |
работе) . |
Никель |
обнаруживают |
после |
подщелачпвання аммиаком с помощью диметплглиоксима. За
тем подкисленпем разрушают окрашенный |
комплекс |
никеля и |
по реакции с роданидом обнаруживают Fe3 + . |
|
|
Все окраски наблюдают как в проходящем, так и в отражен |
||
ном свете. Реактивы добавляют строго в требуемых |
минималь |
|
ных количествах, чтобы избежать их накопления в зерне. |
||
Интересный прием эксперимента с использованием в каче |
||
стве рабочей емкости капиллярной пипетки |
предложил Льюис |
1мм
|
Рис. 25. Негидрофобизованная |
(а) и гидрофоби- |
|
|
||||||
|
|
зованная |
(б) «газовая» |
пипетка. |
|
|
|
|
||
'(рис. |
25) 1 0 4 . Исследуемый |
раствор |
помещают |
в |
кончик |
капил |
||||
лярной пипетки-(автор называет ее «газовой»), |
сюда |
ж е |
добав |
|||||||
ляют |
реактив, |
при |
взаимодействии |
раствора |
с которым |
выде |
||||
ляется тот или |
иной |
газообразный |
продукт. |
В |
более |
широкую |
часть пипетки с другой стороны вводят реактив для обнаруже ния. По образованию осадка на его мениске, обращенном к пробе, или по появлению окраски судят о наличии того или иного компонента в пробе.
Капиллярную пипетку изготовляют из капилляра диаметром 0,8.—1,0 мм, оттягивая в микропламени участок диаметром 0,15—0,3 мм и затем кончик диаметром 30—60 мкм. Перед ис пользованием пипетки ее участок диаметром 0,15—0,3 мм гидрофобизуют, предотвращая тем самым возможность протекания реагента в пробу, находящуюся в кончике. Кроме того, на спрямленном мениске лучше наблюдается образование осадка и развитие окраски (см. рис. 25,6). Кончик пипетки, напротив, не обрабатывают кремнийорганическим веществом, чтобы сохра нить возможность его заполнения за счет капиллярных сил и иметь достаточно большую поверхность мениска, -с которой вы деляется газообразный продукт. Такую газовую пипетку можно использовать для работы с пробами объемом 1—100 нл. обна р у ж и в а я 20—500 нг вещества.
Пипетку помещают во в л а ж н у ю камеру на д е р ж а т е л ь с со судами и мерным капилляром (см. рис. 18), которые служат,
51
соответственно, для реактивов и для отмеривания пробы. В ле вом манипуляторе з а ж и м а ю т поршневое приспособление с обыч ной капиллярной пипеткой и забирают в эту пипетку из сосуда реактив для обнаружения, отводят манипулятор в сторону. Микропипеткой другого поршневого приспособления (в правом манипуляторе) забирают пробу из мерного капилляра, подводят кончик микропипетки к кончику газовой пипетки и переносят в
него пробу, создавая |
давление |
поршневым приспособлением. |
Той ж е микропипеткой |
(ополоснув |
ее предварительно) и тем ж е |
путем переносят в кончик газовой пипетки реактив для взаимо
действия с |
пробой, |
добавляя его |
до тех пор, пока мениск рас |
твора пройдет кончик пипетки и |
выйдет в более широкую ее |
||
часть. Тем |
самым |
обеспечивают |
возможность выделяться газу |
с мениска большей поверхности. З а т е м из микропипетки в левом манипуляторе вводят в газовую пипетку через широкий ее конец реагент для обнаружения, располагая его на расстоянии 4—5 мм от мениска пробы. Таким путем можно ввести несколько различ ных реагентов, поместив их на некотором расстоянии друг от Друга.
Описанная техника эксперимента использована для иденти фикации анионов с помощью прямых или косвенных реак
ций ЮЗ-ЮЗ.
§5. Идентификация катионов и анионов
Дл я качественного исследования малых образцов в ультрамикромасштабе может быть использована обычная сероводород ная схема систематического хода анализа . Технически ее выпол няют, воздействуя сероводородом на малый объем раствора. Раствор насыщают сероводородом (см. ч. 1, гл. 2, § 2). Однако некоторые используемые обычно при выполнении этой схемы реактивы д о л ж н ы быть заменены. Так, вместо концентрирован
ной соляной кислоты следует применять |
разбавленную ( 1 : 1 ) |
||
ввиду того, что концентрированная |
кислота |
может |
действовать |
на пробу как газообразный реагент, |
находясь рядом |
в сосуде на |
держателе . Но можно применять и концентрированную кислоту, используя ее заведомо как газообразный реагент. Хлорид свинца не следует растворять в горячей воде, так как малый ее объем быстро охлаждается и она перестает быть растворителем. Хоро шим растворителем в данном случае является ацетат аммония . Нежелательно использовать полисульфид аммония, так как кон чик пипетки забивается серой.
Д л я |
разделения |
и |
идентификации |
катионов |
в ультрамикро- |
||
масштабе Вильсон |
с |
сотр. предложили |
п р и м е н и т ь 2 7 ' 2 8 разрабо |
||||
танную |
ими для микрометода бессероводородную |
схему ана |
|||||
лиза 1 0 9 . Н и ж е |
дана |
классификация элементов по группам и си |
|||||
с т е м а т и ч е с к и й |
ход |
анализа, рекомендуемый |
этими |
авторами . |
52
Схема анализа катионов по Вильсону
П р и в е д е н н ая схема, по нашему мнению, небезупречна. Одна ко это единственная схема анализа катионов, р а з р а б о т а н н а я д л я выполнения в уЛьтрамикромасштабе, с учетом особенностей метода. В табл . 9 дана классификация катионов по группам, предложенная Вильсоном.
Таблица 9. Классификация катионов
|
|
|
|
|
Г р у п пы катионов |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
I I I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
п |
A |
|
Б |
|
I V |
|
V |
|
|
VI |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
РЬ |
T i |
|
Pb |
|
As |
HgH |
Cr |
Sn |
|
Zn |
M n |
|
Na |
|
Hgl |
Zr |
|
Ca |
|
Cu |
Bi |
|
A l |
Fe |
|
V |
U |
|
|
|
|
Ag |
Ce |
|
Sr |
|
Mo |
Sn |
|
M n |
T i |
|
Ni |
Co |
К |
|
w |
Th |
|
Ba |
| |
Sb |
|
Zr |
|
Cd |
M g |
|||
Ионы I группы обнаруживают дробными реакциями; |
собственно |
||||||||||||||
ж е |
систематический ход |
анализа |
начинается |
со |
I I |
группы. |
|||||||||
|
|
|
|
Анализ |
|
II |
|
группы |
|
|
|
|
|
||
|
По сравнению с микрометодом вносятся следующие измене |
||||||||||||||
ния |
при анализе |
катионов |
I I |
группы. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1. Используют |
разбавленную |
(1:1) |
соляную |
кислоту вместо |
||||||||||
концентрированной. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2. |
Растворяют |
Р Ь С Ь |
в |
10%-ном |
растворе |
ацетата |
аммония, |
|||||||
а не |
в горячей воде, причем A g и W |
остаются в |
осадке. |
|
|||||||||||
|
3. |
Используют |
в качестве растворителя для AgCl и H2WO4 |
||||||||||||
5%-ный раствор KCN вместо |
N H 4 O H . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
4. Исключают |
[Hg2]2 + |
из |
I I группы в результате |
окисления ее |
||||||||||
до |
H g 2 + |
при нагревании |
осадка хлоридов. О б н а р у ж и в а ю т |
затем |
|||||||||||
H g 2 + |
в |
I V группе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ход |
анализа I I группы |
приведен |
ниже. |
|
|
|
|
|
||||||
|
О б р а б а т ы в а ю т |
в микроконусе |
50 |
нл |
раствора, |
содержащего |
0,5 мкг каждого элемента, приблизительно равным объемом 5 н. соляной кислоты. П о м е щ а ю т конус в капилляр и заплавляют капилляр, центрифугируют, раствор нагревают в алюминиевом блоке 5 мин почти до 100 °С. Заплавленный капилляр помещают затем на 15 мин в холодную воду, после чего извлекают из него
конус |
и |
переносят на д е р ж а т е л ь в камеру. З а т е м анализ про |
водят |
по |
схеме 1. |
53
Схема 1. Разделение и идентификация катионов II группы
Раствор пробы (см. текст)
|
Раствор |
1 |
|
|
|
Ртуть |
I I и |
гр. |
I I I , IV, |
||
V |
и V I |
|
|
|
|
Присутствие |
[ H g 2 |
] 2 + |
об |
||
наруживают |
в |
от |
|||
дельной пробе |
исход |
||||
ного раствора |
|
|
Раствор 2 Проба на РЬ
Осадок 1 (хлориды Pb, Ag, вольфрамовая кис лота)
Промывают дважды 10—20 мл дистиллирован ной воды. Добавляют 30 нл 10%-ного рас
твора СНзСООЫН.,, |
перемешивают и центри |
|||
фугируют, повторяя |
операцию |
еще |
дважды |
|
с 20 нл раствора |
CH 3 COONH 4 . |
конус. |
||
Все центрифугаты |
собирают в |
другой |
||
Остаток промывают |
водой и промывные воды |
|||
отбрасывают |
|
|
|
|
Осадок 2 (хлорид Ag, вольфрамовая кислота) Добавляют около 30 нл 5%-ного раствора K.CN, перемешивают, нагревают, несколько минут до 80—90 °С и центрифугируют. Повторяют операцию до полного растворения осадка, собирая все вытяжки в микроконус, делят
объем пополам
Раствор |
3 |
Раствор 4 |
Проба на Ag |
Проба на W |
|
-Обнаружение [Hg2?+ |
(в исходном |
растворе). О б р а б а т ы в а ю т |
в микрокбнусе 20—30 нл исходного раствора приблизительно равным количеством 5 н. соляной кислоты. Центрифугируют и помещают конус на д е р ж а т е л ь в камеру. Удаляют центрифугат, промывают осадок 30 нл дистиллированной воды, добавляют
около 30 нл концентрированного |
раствора аммиака, |
не переме |
||
шивая . В присутствии [Hg2J2+ осадок становится |
темно-серым |
|||
или черным, что отчетливо наблюдается |
как в отраженном, та к |
|||
и в проходящем |
свете. |
|
|
|
Обнаружение |
свинца (в растворе 2) . Р е а к ц и я |
с д и т и з о - |
||
н о м . Переносят |
20 нл раствора |
2 в микроконус, добавляют не |
||
много насыщенного водного раствора KCN и перемешивают |
||||
кончиком пипетки. П р о м ы в а ю т |
пипетку |
водой, несколько раз |
10%-ным раствором ацетата аммония и снова водой. З а б и р а ю т в пипетку около 20 нл 0,05%-ного раствора дитизона в четыреххлористом углероде. Если реагент при этом меняет окраску,
следовательно, пипетка недостаточно чистая и ее надо промыть. |
|
Если |
этого не случается, дитизон сейчас ж е переносят в микро |
конус. |
Присутствие свинца обнаруживается по появлению |
красной окраски. Ввиду чрезвычайно высокой чувствительности реакции необходимо внимательно следить, чтобы пипетка, конус,
Б4
реактивы и растворы для промывания нё |
были |
загрязнены |
|||||||
свинцом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е а к ц и я |
с х р о м а т о м |
к а л и я . |
Обрабатывают в |
микро |
|||||
конусе 20—30 нл раствора 2 равным объемом |
насыщенного |
рас |
|||||||
твора хромата калия. Образуется мелкий осадок |
Р Ь С г 0 4 . Эта |
||||||||
реакция |
т а к ж е |
может |
быть выполнена |
на освещаемой площадке |
|||||
конденсорной |
палочки. |
|
|
|
|
|
|
||
Обнаружение серебра (в растворе 3). Реакцию |
выполняют |
||||||||
на хлопчатобумажной |
нити. |
Тонкую |
нить, фиксированную на |
||||||
д е р ж а т е л е (см. ч. 1, гл. 2, § |
1), пропитывают |
насыщенным |
рас |
||||||
твором |
/г-диметиламинобензилиденроданина |
в ацетоне |
и |
по |
|||||
мещают- в горизонтальном положении в камеру. |
З а т е м |
|
пере |
||||||
носят на нить |
около 20 нл раствора 3 и около |
20 нл 2 и. HNO3. |
В присутствии серебра нить принимает фиолетовую окраску, хорошо заметную рядом с оранжевым окрашиванием нити реа
гентом. Особенно отчетливо окраска |
видна при |
наблюдении |
в отраженном свете. Ещ е более четкие |
результаты |
можно полу |
чить, если нить сначала пропитать раствором серебра, затем реактивом и, наконец, азотной кислотой.'
Обнаружение вольфрама (в растворе 4 ) . Переносят на пло щадку конденсорной палочки 20—30 нл раствора 4 и дают ему испариться. Затем переносят сюда ж е приблизительно .равный объем 25%-ного раствора SnCb в 10 н. соляной кислоте, .покры вая этой каплей сухой остаток пробы. В присутствии вольфрама постепенно образуется синий осадок, лучше всего наблюдаемый при освещении основания конденсорной палочки.
|
|
Анализ |
III |
группы |
|
При переходе от микро- к ультрамикромасштабу в ход ана |
|||||
лиза |
I I I группы |
авторы вводят |
следующие |
изменения. |
|
1. |
Исключают |
из I I I группы |
T i и Z r , . т а к |
как эти элементы' |
лишь частично осаждаются групповым реактивом. И х переводят вновь в раствор и идентифицируют упомянутые элементы в группе V.
2. Используют для обработки осадков сульфатов |
вместо |
|||||
воды разбавленную |
соляную |
кислоту, так как осадки |
Се и Th |
|||
растворяются в воде с трудом. Применение соляной |
кислоты |
|||||
несколько изменяет дальнейшийход анализа . |
|
\, |
||||
3. О с а ж д а ю т |
кальций карбонатом натрия, а не |
аммония. |
||||
4. Переводят сульфат бария в карбонат более длительной |
||||||
обработкой. |
|
|
|
|
|
|
Выпаривают |
фильтрат, полученный после анализа I I группы, |
|||||
до первоначального |
объема. |
Д о б а в л я ю т |
равный |
объем насы |
||
щенного раствора Na2S04, затем равный полученному |
общему |
|||||
объему объем |
этилового спирта. Нагревают раствор |
до 60 °С, |
||||
о х л а ж д а ю т и |
центрифугируют. Затем |
анализ |
проводят по |
|||
схеме 2. |
|
|
|
|
|
|
6S