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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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