Файл: Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 1
|
|
|
Аппаратура |
|
||
Д л я |
электролиза |
с |
твердыми |
электродами описаны |
микро- |
|
ячейки |
нескольких типов. |
|
|
|
||
1. Раствор помещают |
на |
площадку толстостенного капилляра |
||||
.(наружный диаметр |
около |
5 мм, |
внутренний — около |
0,5 м м ) , |
||
|
|
|
Рис. 42. |
Кондеисорыая |
палочка |
для электролиза: |
||||||
|
|
|
1—кондеисорная |
палочка-анод |
(катод); 2 — катод |
(анод). |
||||||
имеющего |
|
форму |
конденсорной |
палочки |
(рис. 42) |
с впаянной в |
||||||
его |
канал |
|
платиновой проволочкой диаметром около 0,2 мм. |
|||||||||
Конец проволочки, находящийся в пло |
|
|
|
|||||||||
скости площадки, |
служит |
анодом |
(ка |
|
|
|
||||||
тодом) . К |
другому |
концу этой |
ж е |
про |
|
|
|
|||||
волочки за пределами капилляра под |
|
|
|
|||||||||
паивается |
|
тонкий |
и гибкий радиотех - ' |
|
|
|
||||||
нический шнур для соединения с ис |
|
|
|
|||||||||
точником |
тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Катодом (анодом) |
служит |
т а к ж е |
Рис. 43. |
Микроконус-элек |
||||||||
проволочка |
(рис. |
42), |
припаянная |
к |
|
тролизер. |
||||||
радиотехническому |
шнуру, |
пропущен |
|
|
|
|||||||
ному |
через |
капилляр, |
далее через |
эбонитовый |
д е р ж а т е л ь и кон |
|||||||
чающемуся |
клеммой для подключения к схеме |
(так называемый |
||||||||||
одинарный |
|
электрод) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 44. Платиновые вилочные электроды.
а — в и д цод микроскопом: |
|
|
/ — м н к р о к о н у с ; |
2—электроды. |
|
б—рбщий |
вид: |
|
/ — проволочки; г — ш н у р ы ; 3 —капилляры; 4—держатель; |
5—клеммы. |
|
2. Раствор помещают в микроконус с впаянной в него плати новой проволочкой (рис. 43) диаметром 0,1—0,2 мм, с л у ж а щ е й анодом (катодом) . Другим электродом является вводимый в
раствор одинарный электрод.
87
3. Раствор помещают в обычный мпкроконус (рис. 44, а); в него вводят электроды, представляющие собой впаянные в ка пилляры платиновые проволочки диаметром 0,1—0,2 мм. Ток подводится через тонкие шнуры, которые подпаивают к плати
новым |
проволочкам. |
Такие |
электроды |
(рис. 44,6) |
изготовляют |
|
следующим |
образом: |
две |
проволочки |
/ необходимой длины |
||
(1 —1,5 |
см) |
припаивают оловом к двум |
шнурам 2. |
В свою оче |
||
редь шнуры припаяны к клеммам 5 д е р ж а т е л я 4. Проволочки
изолируют стеклянными капиллярами |
3, оставляя свободными |
||||||
концы, которые изгибают, |
как |
показано |
на рис. |
44,6. |
|
|
|
|
Приемы |
электролиза |
|
|
|
||
Электролиз |
па |
конденсорной |
|
палочке |
|
||
Конденсорную |
палочку-электрод помещают |
на |
пластилине |
||||
во влажную камеру. Шнур |
(для соединения с источником тока) |
||||||
пропускают через отверстие, просверленное^ в |
задней |
стенке |
|||||
камеры. Здесь же, |
в камере, |
располагают д е р ж а т е л ь |
с |
необхо |
|||
димой дополнительной посудой. Другой электрод крепят, держа телем (из пластмассовой или стеклянной трубки) в з а ж и м е левого манипулятора. В правом манипуляторе з а ж и м а ю т порш невое приспособление с пипеткой. Осветитель помещают на
уровне |
конденсорной |
палочки так, |
чтобы свет падал на пло |
|||||||
скость |
F |
палочки |
(см. |
рис. 11). Расположив |
таким |
образом ап |
||||
паратуру, |
приступают |
к |
выполнению |
электролиза. |
|
|||||
Сосуды, |
находящиеся |
в |
камере, |
заполняют необходимыми |
||||||
растворами. Затем пипеткой отбирают определенное |
количество |
|||||||||
того или иного раствора и переносят |
его на |
площадку палочки- |
||||||||
электрода, |
вводя |
последнюю |
в поле |
зрения |
и фокусируя на ней |
|||||
микроскоп. Н а б л ю д а я невооруженным глазом и в микроскоп, подводят катод (анод) к освещенной площадке конденсорной палочки и располагают его над площадкой, не касаясь раствора. Затем ячейку подключают к аккумулятору и, опуская левый манипулятор, вводят катод (анод) в каплю на площадке и таким образом замыкают цепь. Начинается процесс электролиза, за
которым удобно наблюдать |
в |
микроскоп (видны пузырьки |
вы |
||
деляющегося |
г а з а ) . |
|
|
|
|
О конце |
процесса судят |
по |
отрицательной реакции |
раствора |
|
с соответствующим реактивом. |
Эту реакцию выполняют |
на |
осве |
||
щаемой площадке обычной конденсорной палочки. Д л я этого отбирают с площадки-электролизера небольшое количество рас твора, переносят на площадку конденсорной палочки и добав ляют затем необходимый реактив.
По окончании электролиза цепь размыкают, поднимая мани пулятором катод (анод) и выводя его таким образом из рас твора. Промывают электроды под током и лишь затем источник тока отключают. Если это сделать раньше, до вывода электро-
68
дов из раствора, часть выделившегося малого количества |
ме |
||||||||||
талла может |
раствориться. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Осажденный электролитически металл обнаруживают по |
|||||||||||
характерной |
окраске или, |
растворяя |
его, идентифицируют |
затем |
|||||||
в растворе с помощью соответствующего |
реагента. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Электролиз |
|
в |
микроконусе |
|
|
|
||
Во в л а ж н у ю камеру помещают необходимые сосуды и микро- |
|||||||||||
конус, служащий электролизером. Д и а м е т р микроконуса |
для |
||||||||||
электролиза |
с |
вилочными |
электродами |
должен |
быть |
таким, |
|||||
чтобы электроды при погружении находились на некотором |
рас |
||||||||||
стоянии |
от |
стенок сосуда. Если электроды |
почти касаются |
сте |
|||||||
нок, то |
вытесняемый ими |
при |
погружении |
раствор |
растекается |
||||||
по стенкам сосуда. Необходимо |
также, чтобы длина электроли |
||||||||||
зера составляла |
не более |
4—5 |
мм; |
тогда |
лишь небольшой |
уча |
|||||
сток электродов находится в незаполненной раствором части со суда, которая составляет около трети его емкости.
Камеру с посудой крепят на предметном столике микроскопа зажимом препаратоводителя. В левом манипуляторе з а ж и м а ю т одинарный или вилочные электроды, в правом — поршневое приспособление с пипеткой. Переносят из сосудов в электро
лизер такое отмеренное количество раствора, |
чтобы он занимал |
||
не более двух третей емкости электролизера, |
во избежание раз |
||
брызгивания жидкости во время электролиза. Затем |
обращают |
||
камеру |
открытой стороной к левому манипулятору и, |
наблюдая |
|
с н а ч а л а |
невооруженным глазом, а затем в микроскоп, |
вводят в |
|
электролизер электроды, не погружая их в раствор. Подклю
чают электроды |
к |
источнику |
тока, после чего погружают |
их в |
||
раствор, надвигая |
электролизер |
и з а м ы к а я |
таким образом |
цепь. |
||
Во время электролиза раствор перемешивают, для чего пере |
||||||
мещают микроконус в плоскости, перпендикулярной |
к |
элект |
||||
роду. Удобно т а к ж е перемешивать раствор, |
подвергая |
вибрации |
||||
э л е к т р о д 3 6 . По |
окончании электролиза (см. |
выше) цепь размы |
||||
кают: выводят манипулятором электроды из сосуда и затем из камеры, выключают источник тока. Выделившийся металл об
наруживают |
по |
характерной |
окраске или |
идентифицируют |
||||
после |
растворения |
с помощью |
соответствующего |
реагента. |
||||
|
Электролитическое |
выделение некоторых |
веществ |
|||||
|
Выделение |
меди |
на |
платиновом |
катоде |
|||
Рассчитывают, исходя из поверхности электродов и рекомен |
||||||||
дуемой |
плотности |
тока 0,001—0,01 А/см2 , необходимое |
значение |
|||||
силы |
тока. |
Д л я |
используемых электродов |
она |
составляет |
|||
Ю - 4 — 1 0 _ 6 А. Напряжение, |
необходимое для электролиза |
раство |
||||||
ров солей меди, составляет обычно 2,2 В. Ток указанной силы и напряжения в данном случае получают от аккумулятора, вводя соответствующее сопротивл'ение на штепсельном магазине.
89
Электролиз проводят на освещаемой площадке конденсорной палочки или в мпкроконусе-электролизере. Выделяют медь из раствора ее сульфата, 0,2 М по серной кислоте. Образующийся на катоде налет меди рассматривают под микроскопом в отраженном свете. Если слой выделившейся на данной поверхности меди так тонок, что незаметна его окраска, электрод поРружают на некоторое время в сосуд с азотной кислотой, в котором затем открывают присутствие меди, добавляя диэтилдитиокарбамат натрия в рубеановодородную кислоту.
Из растворов, содержащих другие металлы |
(например, |
|||||
железо, |
цинк, никель), медь |
может быть выделена |
электролити |
|||
чески |
таким |
ж е образом. |
Д а н н ы е по выделению меди на |
|||
платиновом катоде приведены в табл. 10. |
|
|||||
Таблица 10. Выделение меди |
и свинца |
на платиновых |
электродах |
|||
диаметром |
0,02 см, поверхностью Ю - 4 |
см 2 при напряжении 2,2 В |
||||
|
и силе тока |
10~4 А (время электролиза 10 мин) |
||||
|
Электролит |
|
Продукты |
|
||
|
|
электролиза |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
концентрация |
объем |
|
Способ |
обнаружения |
|
|
|
металла, |
|
масса, |
|
|
|
|
мкг/мкл |
мкл |
|
мкг |
|
CuS04 |
8- 10" |
1,0 |
Cu |
8,0 |
|
|
10" |
1,0 |
Cu |
1,0 |
|
CuSO, |
10" |
||||
0,5 |
|
|
|||
10" |
|
|
|||
NiSO< |
0,5 |
Cu |
0,5 |
||
10" |
|||||
FeSOj |
0,5 |
|
|
||
CuS04 |
10" |
|
|
|
|
N i S 0 4 |
|
0,5 |
Cu |
0,1 |
|
FeSO, |
|
||||
ZnS04 |
10" |
|
|
|
|
CuSO, |
|
1,0 |
Cu |
0,05 |
|
P b ( N 0 3 ) " |
1 • 10" |
0,5 |
PbO, |
0,5 |
*Время электролиза 20 мин.
**Напряжение 2,7 В.
По характерной окраске меди
То же
По реакции с диэтилдн-
тиокарбаматом |
нат |
|
рия или |
рубеановодо- |
|
родной |
кислотой |
|
По характерной |
окраске |
|
окисла |
• |
|
Выделение |
двуокиси |
свинца |
на платиновом |
аноде |
Электролизуют раствор нитрата свинца, как описано выше, при напряжении 2,7 В и силе тока Ю - 4 А. На аноде образуется коричневая пленка двуокиси свинца, которая отчетливо видна в микроскоп в отраженном свете. Оставшийся после электро лиза раствор дает отрицательную реакцию на свинец.
Д а н н ы е по выделению двуокиси свинца на платиновом аноде приведены в табл. 10.
90