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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 84

Скачиваний: 1

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

быстро испаряться на воздухе. После этого сухой остаток рас­

творяют i r проводят

необходимые

реакции

в

полученном

рас­

творе. Элементы,

оставшиеся

после

экстракции

в водной

фазе,

т а к ж е определяют

с

помощью

необходимых

реактивов.

 

Иллюстрацией использования описанной аппаратуры и тех­ ники эксперимента может быть описываемый ниже пример

экстракции купферропата

ванадия

(после

его получения

и рас­

творения).

 

 

 

 

 

 

 

Необходимы сернокислый раствор ванадата аммония с кон­

центрацией V

0,5

иг/нл и 6%-ный

раствор

купферрона.

 

В

правом

манипуляторе з а ж и м а ю т

поршневое приспособле­

ние

с пипеткой. Во в л а ж н у ю камеру

на

держателе помещают

два мпкрососуда и микроконус-экстрактор

в капилляре с кап­

лей

хлороформа.

Сосуды

заполняют

приготовленными

раство­

рами. Отмеренный объем раствора ванадата аммония (10 нл) переносят пипеткой в микроконус-экстрактор, разбавляют при­ близительно вдвое водой, затем добавляют необходимое коли­ чество раствора купферрона. Образуется осадок купферропата ванадия. Не отделяя раствор от осадка, добавляют в микроконус пипеткой хлороформ. В пипетку хлороформ забирают из вспомо­ гательного капилляра; после того как отведут капилляр, пово­ рачивают 1—2 раза винт поршня в ту ж е сторону, во избежание вытекания хлороформа из пипетки.

После добавления хлороформа заплавляют капилляр, в ко­ тором находится микроконус-экстрактор, перемешивают содер­ жимое электровибратором и центрифугируют. Верхний водный слой удаляют пипеткой. Раствор купферропата ванадия в хло­

роформе

переносят

затем в колорископнческий капилляр (см.

ч. I I , гл.

1, § 2), где

наблюдают его окраску.

В общем случае, когда экстрагируемый элемент образует не осадок, а растворимое соединение, техника эксперимента остает­ ся той же . Следует лишь при введении экстрагента обеспечивать достаточное время контакта растворителя с экстрагируемым ве­ ществом (см. выше) .

Г л а в а 4

Р А З Д Е Л Е Н ИЕ НА ИОНООБМЕННЫХ СМОЛАХ

Ионообменная хроматография находит применение в анали­ тической химии для разделения самых разнообразных смесей

неорганических

в е щ е с т в 1 3 1 - 1 3 3 . Использование

предложенных

микромодификаций техники

хроматографнческого

эксперимента

с применением

зерненного

обменника 1 3 4 или пленки нонообме-

96


Р а с т в ор вносят в колонку микропипеткой с кончиком, изогну­ тым под прямым углом. Элюаты собирают в обычные микросо­

суды

диаметром

1,5—2,0 мм. Д л я

 

вытеснения

раствора из ко­

лонки

пользуются

давлением,

создаваемым

уравнительным

устройством 1 7 , которое присоединяют

к колонке

через

каучуко­

вую и стеклянную трубки.

 

 

 

 

 

 

 

Описанную аппаратуру для выполнения разделения

распола­

гают

следующим

2

образом

(рис.

47).

Колонку

/

з а ж и м а ю т в

лапке

штатива

с кремальерой,

укрепляемого

в

массивной

плите

4. Сосуды

размещают

вокруг

цилиндрической подставки-

д е р ж а т е л я 3 из плексигласа,

на которой они удерживаются при­

жимным резиновым кольцом. Подставку можно в р а щ а т ь при

помощи

червячной передачи.

Микропипетку з а ж и м а ю т в мани­

пуляторе

5, располагаемом на

той ж е плите.

§ 2. Выполнение ионообменного разделения

Колонку заполняют водой при помощи микропипетки и затем вносят в нее платиновым микрошпателем, представляющим со­ бой расплющенную проволочку диаметром около 0,2 мм, необхо­

димое количество (0,05—0,1 г) подготовленного

мелкоизмельчен-

ного влажного

ионита,

погружая к а ж д ы й

раз

шпатель в воду.

Присоединяют

колонку

к уравнительному

устройству и, вытесняя

из нее 2—3 раза

воду так, чтобы к а ж д ы й

раз

над поверхностью

ионита оставался

слой

воды толщиной около

2 мм, уплотняют

сорбент. Затем отделяют колонку от уравнительного устройства, вносят в нее микропипеткой анализируемый раствор, взятый из сосуда в камере. Вновь соединяют колонку с уравнительным ус­ тройством, регулированием давления в котором обеспечивают необходимую скорость пропускания раствора.

Колонку при помощи кремальеры устанавливают так, чтобы ее кончик коснулся внутренней стенки одного из сосудов, кото­

рый, в свою очередь,

подводят

под колонку вращением плекси­

гласового д е р ж а т е л я .

По заполнении сосуда колонку поднимают

и сейчас

ж е подводят

под нее

следующий

сосуд и т. д. до

тех

пор, пока

разделение

не будет

закончено.

К а ж д у ю фракцию

со­

бирают отдельно. В полученных фракциях

определяют выделен­

ные из смесей компоненты любым подходящим методом.

 

§ 3. Разделение некоторых веществ

 

на ионообменных

смолах

 

Разделение железа и никеля

 

Ж е л е з о и никель можно разделить

хроматографическим

ме­

тодом, используя

способность

N i 2 +

к

комплексообразованию с

нитрит-ионом. Д л я

этого к 1—2

мкл

раствора, содержащего

Fe

98


2 нг/нл и Ni 1 нг/нл, добавляют твердый нитрит - натрия, про­ пускают раствор через колонку катионита КУ-2 описанным выше способом. При этом Fe 3 + сорбируется, а никель в виде [ N ^ N C b b ] 4 - выходит из колонки. Промыв колонку 2 н. НС1, пе­ реводят в фильтрат и Fe3 + , собирая раствор в другой сосуд.

Разделение хрома и ванадия

Д л я разделения хрома и ванадия 2—3 мкл кислого раствора, содержащего 1 мкг Сг и 0,5 мкг V, пропускают через колонку с катионитом, причем оба компонента сорбируются. П р о м ы в а я колонку 5%-ным раствором аммиака, получают в фильтрате ванадат и затем, если необходимо, десорбируют С г 3 + и 2 н. раство­ ром соляной кислоты.

Г л а в а 5

ДРУГИЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ

Большое распространение получила техника эксперимента, предложенная Вайсом для разделения малых количеств неорга­ нических веществ селективным осаждением на фильтровальной бумаге , 3 6 . Д л я работы с объемами порядка 1 мкл эту технику применили Хаба и Вильсон, выполнившие разделение анионов, изменив в некоторых случаях рекомендованные Вайсом реакции идентификации 1 3 7 .

Д л я

несколько больших объемов (25 мкл) Вильсон пред­

л о ж и л

использовать

модифицированную

аппаратуру — не

коль-

церую,

а скользящую

печь 1 3 8 . Эта печь

представляет собой

на­

греваемый алюминиевый блок (рис. 48), который передвигается вдоль полоски фильтровальной бумаги. На бумаге происходит разделение и идентификация компонентов пробы. Преимуще ­ ство этой модификации автор видит в простоте выполнения эк­ сперимента: полоски бумаги обрабатывать легче, чем малые сегменты из кольцевой печи. С помощью этой аппаратуры были разделены и идентифицированы различные смеси анионов | 3 8 ' 1 3 э .

Наиболее технически удобной модификацией для работы с малыми объемами растворов является аппаратура, предложен­ ная Гертнером м о . Н а штативе (рис. 49) крепится металлический цилиндр 1 с встроенным в него нагревательным элементом (мощ­ ностью около 40 вт, снабженным терморегулятором, позволяю­ щим поддерживать необходимую температуру в интервале 60— 160°С (в зависимости от используемого растворителя) . На

4

99



з а д а н н ую температуру регулятор ставят,

в р а щ а я

кольцо 2.

Ци­

линдр

1 с кольцом 2 являются собственно

рабочей

частью

аппа­

ратуры, которая

крепится на штативе с помощью перфорирован­

ной лапки 3. На

верхнем

конце штатива располагается

д е р ж а т е л ь

для

вспомогательных

приспособлений

(например,

микропи­

петки,

зажимаемой винтом 6 в отверстии), снабженный центр'и-

ровочным микровинтом. Этот винт обеспечивает плавную подачу микропипетки к бумаге, помогая 'избежать прокалывания ее

Л

о 1 г з * 5СМ

 

 

3

е&

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 48.

Скользящая

Рис.

49. Кольцевая

печь

для

Рис.

50.

Микропи­

печь

Вильсона:

ультрамнкроанализа:

 

петка

для кольце­

/ — алюминиевая

печь;

1— цилиндр

с нагревательным

э л е ­

вой

печи.

2—фильтровальная

бу­

ментом; 2 — кольцо

 

регулятора"

 

 

 

 

мага.

 

температуры;

3—перфорированная

 

 

 

 

 

 

лапка;

4—основание

печи; 5—си­

 

 

 

 

 

 

гнальные

лампочки;

 

6—винт.

 

 

 

влажного диска. Микропипетка, использованная автором, пока­ зана на рис. 50. Ее легко изготовить и она проста в обращении. В основании штатива 4' (рис. 49) находится трансформатор, вы­ ключатель и две сигнальные лампочки 5 для контроля включе­ ния аппаратуры в сеть и работы . нагревательного устройства.

Р а б о ч а я

плоскость

цилиндра

/ обнесена

тонкой

металличе­

ской стенкой

высотой

4 мм. Д л я

того чтобы

на одном

бумажном

диске получить несколько зон на малой поверхности, предла­ гается использовать узкие (1 мм) позолоченные кольца с раз­

личными диаметрами

(9, 11, 22, 24, 26,

32 и 34 м м ) , накладывае ­

мые попарно. По мере

хода процесса

разделения пары меняют,

но к а ж д ы й раз отверстие одного кольца должно быть на 2 мм больше отверстия другого. Участок, на котором выделен и скон­ центрирован подлежащий определению элемент, .вырезают, по­ мещают в микрососуд, переводят элемент в раствор, упаривают (если необходимо) и выполняют определение.

100