Файл: Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 1

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

стеклянной трубки. Пипетка 4 и микронагреватель 3 с изогну­ тыми кончиками находятся, соответственно, в правом и левом манипуляторах. П р е ж д е чем начать растворение, объектив мик­ роскопа з а щ и щ а ю т от возможной коррозии, надевая на него колпачок из прозрачной пластмассы. Фокусируя микроскоп на образце, вводят в поле зрения пипетку с кислотой и, опустив ее конец в стаканчик, вливают по стенке кислоту. Когда растворе­ ние на холоду прекращается, вводят в поле зрения с другой сто­ роны микронагреватель и, в зависимости от необходимой сте­ пени нагрева, располагают его на том или ином расстоянии от

стенки стаканчика. По мере ис­

 

 

парения

растворителя

его

вновь

 

 

добавляют

из

микропипетки

до

 

 

тех

пор,

пока

не закончится рас­

 

 

творение

 

образца .

Полученный

 

 

раствор

переносят

в

микрососуд

 

 

для

исследования.

 

 

 

 

 

 

Если для разложения микро­

 

 

образца

 

необходимо

использо­

 

 

вать

фтористоводородную

кисло­

 

 

ту, то его обрабатывают в

чашеч­

Рис. 38. Прибор для разложения

ке из платиновой фольги. Чашеч­

микрообразцов

фтористоводород­

ку

/ с

образцом,

смоченным

и

ной

кислотой:

покрытым

водой,

помещают

во

/ — п л а т и н о в ая чашечка; 2 — с о с у д из

фторопласта; 3—крышка из плексигласа .

фторопластовый сосуд 2 (рив. 38)

 

 

с фтористоводородной кислотой. Чтобы за ходом растворения

можно было наблюдать,

крышку 3 сосуда

делают прозрачной

(из плексигласа) . Д л я

более интенсивного

образования паров

фтористоводородной кислоты сосуд можно слегка нагревать. По окончании разложения образца чашечку извлекают из сосуда, отгоняют, нагревая, фтористоводородную кислоту, смачивают сухой остаток водой, взмучивают его и микропипеткой перено­ сят суспензию для дальнейших манипуляций в микроконус, на­ ходящийся на предметном столике микроскопа.

Разложение

КИСЛЫМИ И щелочными

плавнями

Д л я перевода в

растворимое состояние

не растворимых в

воде и кислотах твердых веществ применяют, как известно, ме­ тод сплавления их с тем или иным плавнем. Выполнение этой

операции

под микроскопом, как и всех других, имеет некото­

рые свои

особенности.

 

Аппаратура

Сплавление вещества с плавнями, имеющими низкую темпе­ ратуру плавления, удобно проводить в обычном стеклянном или кварцевом мнкроконусе, вершина которого д о л ж н а быть воз­ можно более круглой,

73


Если сплавление сопровождается выделением корродирую­ щих газов, конус для выполнения сплавления располагают под

микроскопом на д е р ж а т е л е в

специальной

камере.

Эта

камера

(рис. 39) представляет собой

стеклянную

трубку

с

плоским

дном, плоской задней стенкой и патрубком в боковой части. Че­ рез патрубок камера соединяется с водоструйным насосом, с помощью которого удаляются корродирующие газы, выделяю­ щиеся при.сплавлении.

Сплавляемую смесь нагревают мнкронагревателем, конструк­ ция которого несколько отличается от описанного выше в связи с тем, что он предназначается для более высоких температур. Частью, непосредственно осуществляющей нагревание, является

Рис. 39. Вытяжная камера.

Рис. 40. Сплавление

в платиновой

 

чашечке:

 

 

/ — п л а т и н о в ая чашечка;

J —мнкрогорелка;

 

3 камера.

платиновая проволочка, соединенная с подводящими ток мед­ ными проводами запрессовкой. Соединение проводов в месте запрессовки фиксируют серебром, расплавляя здесь кристалл нитрата серебра и нагревая его на мнкропламени до восстанов­

ления

серебра. З а т е м

медные

провода пропускают

к а ж д ы й от­

дельно

в фарфоровые

соломки

до

самых контактов так, чтобы

вне соломок медных

проводов

не

осталось (при

разогревании

они быстро окисляются на воздухе) . Обе соломки вместе про­

пускают в фарфоровую трубку диаметром около

5 мм. Соломки

д о л ж н ы входить в эту

трубку

достаточно, плотно

и выходить из

нее в передней части

на 5—10

мм. И з противоположного конца

трубки выводят медные провода для соединения с описанной

ранее

электрической схемой (см. ч. I , гл. 2, §

2).

 

 

Сплавление вещества с плавнем, имеющим высокую темпера­

туру

плавления,

проводят

в платиновой чашечке диаметром

1—

3 мм

и глубиной

1—2

мм

(рис. 40). Чашечку

укрепляют

в

фар ­

форовой трубке, для чего в ручку чашечки

з а ж и м а ю т

медные

провода, фиксируют

контакт металлическим

серебром,

одевают

на провода капилляры и пропускают в таком виде через фар ­ форовую трубку. Концы проводов выводят' из трубки для соеди­ нения с электрической цепью. В данном случае нагрев электрц-

74


ческим током используют лишь для подсушки плавня. Сплавле­ ние ж е проводят на микропламени, укрепляя микрогорелку 2 под предметным столиком микроскопа. Сплавление на горелке выполняют в камере 3 с дном, застекленным таким образом, чтобы в нем осталась щель для подведения горелки, и с крыш­ кой из термостойкого стекла. На крышку помещают кювету с плоскопараллельиыми сторонами для защиты объектива микро­ скопа от нагрева.

Переносят твердые вещества в конус для сплавления или в платиновую чашечку при помощи стеклянного поршневого устройства, изготовляемого следующим образом: стеклянную трубку диаметром 5—7 мм на расстоянии 7—8 см от конца в пламени обычной горелки вытягивают в капилляр диаметром 0,5—1 мм, длиной 7—8 см и обрезают. Кончик этого капилляра оттягивают в микропламени до диаметра 0,1—0,2 мм, оставляя

его длиной 2—4 мм. Затем в пламени обычной горелки

оттяги­

вают в нить участок стеклянной палочки на расстоянии

9 — 10см

от ее конца и обрезают. Д и а м е т р палочки

должен быть таким,

чтобы она свободно, но плотно входила в

выбранную

стеклян­

ную трубку. Конец нити длиной 7,5—8,5 см оттягивают до диа­ метра 0,05—0,15 мм. Д л и н а оттянутого конца д о л ж н а быть 1 см. Палочку на противоположном конце расплющивают в пестик. На поверхность палочки (от пестика до нити) наносят слой вакуум­ ной смазки и вставляют палочку в стеклянную трубку с оття­ нутым в капилляр концом. Стеклянное поршневое устройство в таком виде готово к использованию.

Предложено проводить сплавление т а к ж е в платиновой пет­

л е " 1 .

Проволоку диаметром 0,3 мм и длиной около 5 см изги­

бают

подобно

кончику микронагревателя (см. ч. I , гл. 2, § 2).

Нагревают ее

т а к ж е электрическим током. Д л я плава,

имею­

щего

тенденцию к всползанию, делают петлю более

сложной

конфигурации, обвивая ее дополнительно проволокой.

Н а

такой

петле

плав охлаждается и отвердевает (не всползая)

в

местах

касания основной и обвивающей

проволок.

 

 

 

 

Приемы

сплавления

 

 

Сплавление в микроконусе. На держателе в стеклянную вы­ тяжную камеру помещают конус для сплавления. Камеру рас­

полагают

на предметном

столике

микроскопа. З а ж и м а ю т

в

правом манипуляторе

стеклянное

поршневое устройство, в ле­

в о м — микронагреватель.

Вспомогательный капилляр (см. ч. I ,

гл. 2, § 2)

погружают

в плавень и затем подносят капилляр

с

плавнем к оттянутому кончику капилляра поршневого устрой­ ства; в кончике при этом не должен находиться поршенек-нить. Манипулятором вводят кончик капилляра поршневого устрой­ ства в слой плавня во вспомогательном капилляре. Вспомо­ гательный капилляр с плавнем затем отводят. В ' кончике

75


к а п и л л я ра поршневого

устройства остается некоторое количе­

ство плавня. Н а б л ю д а я

невооруженным глазом и в

микроскоп,

подводят манипулятором капилляр к конусу для

сплавления.

Продвигая поршенек вперед, выталкивают из кончика

капилляра

плавень в конус. Поршневое устройство выводят из камеры и

отводят

несколько назад

поршенек.

Крупинку

вещества,

подле­

ж а щ е г о

сплавлению, переносят,

используя прием для добавле­

ния твердых реагентов 1 7 ,

причем

в

качестве

стеклянной

иглы

используют поршенек стеклянного устройства, выведенный из ка­ пиллярного кончика. Затем опять добавляют плавень. Выводят капилляр поршневого устройства из камеры. Камеру обращают открытой стороной к нагревателю, включают водоструйный на­ сос и подводят к конусу в камере нагреватель. Постепенно вво­ дят сопротивление в цепи нагревателя, пока кончик нагревателя не раскалится докрасна. З а сплавлением наблюдают в микро­

скоп. По окончании сплавления выключают

водоструйный

насос,

снимают вытяжную камеру со

столика, вынимают из нее дер­

ж а т е л ь с конусом и помещают

во влажную

камеру. На этом ж е

д е р ж а т е л е располагают необходимую для

дальнейшей

работы

посуду.

 

 

 

 

Затем камеру крепят на предметном столике микроскопа.

Вместо стеклянного поршневого устройства

в правом

манипуля­

торе з а ж и м а ю т поршневое приспособление

с пипеткой.

В

микро­

конусе растворяют плав в соответствующем растворителе и ра­ ботают далее с раствором.

Сплавление в платиновой чашечке. На предметный столик микроскопа помещают сухую камеру, в центре дна которой имеется щель шириной около 5 мм. Камера должна быть по­ крыта крышкой из термостойкого стекла. В з а ж и м е левого ма­ нипулятора крепят платиновую чашечку, ее вводят в камеру,

располагая над щелью в дне.

В з а ж и м е правого манипулятора

крепят стеклянное поршневое

устройство. Заполняют плавнем

кончик капилляра поршневого устройства, как описано выше, и вводят в камеру, наблюдая сначала невооруженным глазом, а затем в микроскоп. Фокусируют микроскоп так, чтобы отчетливо была видна верхняя плоскость чашечки. Опускают манипулятор

со стеклянным поршневым

устройством

до

появления

четкого

изображения

кончика капилляра; при

этом

капилляр

должен

быть расположен так, чтобы

его кончик доходил

приблизительно

до одной трети

диаметра чашечки. Затем

вводят

в фокус дно ча­

шечки. Медленно продвигая поршень в кончик капилляра, вы­ талкивают плавень в чашечку, затем в чашечку вносят крупинку вещества и снова плавень. Поршневое устройство несколько приподнимают манипулятором и выводят из камеры. Включают чашечку в электрическую цепь и наблюдают в микроскоп за подсушкой в ней вещества. Помещают на крышку камеры тепло­ вой фильтр, после чего осторожно подводят под чашечку микро­ горелку с пламенем,, высота которого не более 2 мм.

76


За сплавлением наблюдают в микроскоп. По окончании опе­ рации убирают горелку и в з а ж и м е правого манипулятора вме­ сто стеклянного поршневого устройства крепят поршневое при­ способление с пипеткой, копчик которой изогнут под прямым углом. Этой пипеткой в чашечку вводят необходимый раствори­ тель. Если для выщелачивания требуется подогрев, то чашечку подключают к электрической сети. Полученный раствор заби­ рают той ж е пипеткой из чашечки.

Чашечку выводят манипулятором из камеры. Камеру сни­ мают и на ее место помещают в л а ж н у ю камеру с необходимой

посудой. Д е р ж а т е л ь

посуды в этом случае повернут

на 90 °С по

отношению к своему

обычному положению. Ослабив

з а ж и м пра­

вого манипулятора, поворачивают поршневое приспособление в нем так, чтобы изогнутый кончик пипетки расположился в гори­ зонтальной плоскости. Переносят находящийся в пипетке рас­

твор в один из сосудов. Д а л е е

работают с этим раствором.

Сплавление

на платиновой петле 1 1 1 . На предметном

стекле

в поле зрения

микроскопа

располагают плавень и

образец.

В правом манипуляторе крепят платиновую петлю. Вводят пет­ лю в поле зрения, нагревают ее и опускают в плавень, затем поднимают. Петля захватывает при этом некоторое количество плавня, который расплавляется в ней до прозрачного перла. Этим горячим перлом затем касаются образца; образец захва­

тывается плавнем, сплавляясь с ним по мере

нагревания.

 

Прозрачные невсползающие перлы можно быстро получить,

сплавляя образец с бурой, борной

кислотой,

гидросульфатом

калия. П л а в ы с N a 2 0 2

и особенно

с NaOH имеют тенденцию

ползти по проволоке. Однако, если

использовать сухой плавень

при возможно низкой

температуре,

молено на

платиновой

петле

специальной конфигурации (см. выше) работать и с этими

плав­

нями. З а короткое время сплавления малого образца с ЫагОг

платиновая

проволока разрушается

незначительно, так что одна

и та ж е петля может

быть использована несколько

раз.

 

 

Примеры

сплавления

 

 

 

Сплавление двуокиси титана и пятиокиси ниобия с пиросуль-

фатом калия. В вытяжную

камеру помещают два конуса диамет­

ром 0,5—1 мм. Камеру располагают на предметном

столике

микроскопа.

З а ж и м а ю т

в

правом

манипуляторе

стеклянное

поршневое устройство, в левом — мнкронагреватель. В одном

из

конусов сплавляют двуокись

титана

с пиросульфатом

калия,

в

другом — пятнокись

ниобия

с пиросульфатом калия,

при этом

нагреватель располагают между конусами. Сплавление продол-

'жается в течение 5—10

мин. П л а в пятиокиси

ниобия

обрабаты­

вают 10%-ным раствором винной кислоты,

а плав

двуокиси

титана — разбавленным

(1:15) раствором

серной кислоты и

работают далее с растворами.

 

 

77