Файл: Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 1
Эти трубки моют горячей концентрированной серной |
кислотой, |
||||
дистиллированной |
водой, затем |
д в а ж д ы |
дистиллированной во |
||
дой и спиртом. Трубки сушат и вытягивают в пламени |
паяльной |
||||
горелки в капилляры, которые нарезают |
на куски длиной 12— |
||||
15 см. |
|
|
|
|
|
Кончик каждой бюретки оттягивают в кварцевой |
микропечи. |
||||
Эта |
печь п р е д с т а в л я е т ' собой |
кварцевую |
трубочку |
диаметром- |
|
2—3 |
мм, длиною |
15—20 мм, обмотанную |
6—7 витками нихро- |
||
мовой проволоки |
диаметром 0,3 |
мм, изолированную |
асбестовой |
нитью и вставленную в фарфоровый корпус-трубку длиной 10—
15 мм. Концы нихромовой обмотки длиной |
10—15 мм |
выводят |
|||
из трубки и з а ж и м а ю т в |
клеммах-винтах, |
к |
которым |
припая |
|
ны подводящие ток провода, идущие через |
|
автотрансформатор |
|||
(ЛАТР - 1) и трансформатор |
(120 В - > - 1 2 В ) |
к |
сети переменного |
||
тока. |
Корпус печи крепят |
в з а ж и м е штатива-рейки (рис. 65). |
|||
Д л я |
оттягивания кончика капилляр 2 пропускают в печь 5, удер |
ж и в а я верхний конец капилляра в з а ж и м е 1 на штативе. Д л и н а
выходящей из печи части капилляра составляет длину |
бюретки |
|||||||
(10—12 |
см), нижний |
конец |
капилляра |
укрепляют |
в з а ж и м е с |
|||
диском |
4, |
на который |
помещают груз |
5. Строго |
под |
нижним |
||
з а ж и м о м располагают подставку 6 с круглым вкладышем, |
имею |
|||||||
щим мягкие края и отверстие, диаметр которого должен |
быть |
|||||||
несколько |
меньше диаметра |
диска нижнего з а ж и м а . |
З а ж и м ы |
устроены аналогично з а ж и м у для укрепления пипетки в поршне вом приспособлении.
Включают |
печь, разогревают ее докрасна, через некоторое |
||
время капилляр, размягчаясь, под тяжестью груза |
надает |
вниз, |
|
з а д е р ж и в а я с ь |
на вкладыше подставки. Полученный |
таким |
обра |
зом капилляр |
с оттянутым кончиком представляет |
собой |
бюрет |
ку. Ее освобождают из нижнего з а ж и м а , проверяют под микро
скопом |
равномерность внутреннего |
диаметра и хранят в |
цилиндре |
с пришлифованной снаружи |
крышкой. |
Д л я работы капиллярная бюретка, как упоминалось выше, сообщается с уравнительным устройством или снабжается (по добно пипетке) поршневым приспособлением.
Титрование с использованием уравнительного устройства весьма сложно, само устройство довольно громоздко; затрудни тельна при этом и калибровка бюретки 1 7 . Бюретка, р а б о т а ю щ а я по принципу микропипетки в качественном ультрамикроанализе, напротив, удобна и проста в обращении. Возможность точной дозировки растворов такой бюреткой обеспечивается тем, что между микровинтом 1 (рис. 66) и держателем 3 помещен на жимной микрометр 2, подвижная часть которого работает как поршень в держателе . В этом случае некоторое число делений, отсчитываемое стрелкой циферблата микрометра при повороте винта, соответствует определенному объему раствора при за полнении или опорожнении бюретки, который легко установить, прокалибровав бюретку. Следует отметить, что диаметр поршня
122
на ж им н о го микрометра |
должен |
быть существенно |
уменьшен |
||||
(до 1 мм и менее), |
иначе |
одному |
делению |
на |
циферблате |
будет |
|
соответствовать слишком |
большой объем |
раствора в |
бюретке. |
||||
К а л и б р о в к у |
б ю р е т к и с |
нажимным |
микрометром |
про |
водят следующим образом. На предметном столике микроскопа помещают в л а ж н у ю камеру, в которой находится мерный ка пилляр . В з а ж и м е правого манипулятора укрепляют бюретку с нажимным микрометром и забирают в нее из вспомогательного капилляра некоторый объем воды. В поле зрения микроскопа вводят мерный капилляр, подводят к его отверстию кончик бю ретки, надвигают капилляр на бюретку и вытесняют из нее в ка
пилляр некоторое количество воды. |
Выводят кончик |
бюретки |
|
из слоя воды в капилляре, записывают длину этого слоя |
(в |
чис |
|
ле делений окулярного микрометра), |
вновь погружают |
в |
него |
г
Рис. |
6 6 . Бюретка |
с нажимным микрометром: |
/ — микровинт; |
2 — н а ж и м н о й |
микрометр; 3—держатель бюретки. . |
кончик бюретки и, продвигая поршень вперед, следят за движе
нием |
стрелки циферблата нажимного |
микрометра и |
мениска |
воды |
в капилляре . Записывают число |
делений, которые |
прошла |
стрелка циферблата, выводят кончик бюретки из слоя воды в капилляре и отмечают превышение его длины над длиной пер воначального слоя (в делениях окулярного микрометра) . Вновь вводят кончик бюретки в слой воды в капилляре, вытесняют в него новую порцию воды из бюретки, записывают положение стрелки циферблата микрометра, затем увеличение длины слоя воды. Эти операции повторяют 10—:15 раз, после чего из полу
ченных данных вычисляют среднюю цену |
деления |
нажимного |
||
микрометра, |
в ы р а ж а я |
ее сначала в числе |
делений |
окулярного |
микрометра, |
а затем |
пересчитывая на единицу объема. |
При калибровке надо внимательно следить за тем, чтобы в капилляр вода поступала только из цилиндрической части бю ретки,, а кончик оставался все время заполненным водой. Ка либруют бюретку в условиях титрования, вытесняя из нее воду в некоторый начальный объем воды в капилляре .
Приемы титрования
П р и ультрамикротитровании часто используют индикаторы, фиксированные на волокнах или осадках. Изменение окраски происходит на их поверхностях, это можно легко наблюдать в микроскоп. В частности, для ациди (алкали) метрического титро-
123
вания используют волокна шелка, окрашенного метиловым красным. Пр и титровании основания кислотой в качестве инди
катора |
с |
успехом используют |
т а к ж е смесь K I — К Ю 3 |
— крах |
||
мал 1 7 . |
В |
аргентометрическом |
титровании используют |
адсорб |
||
ционные |
и н д и к а т о р ы 1 7 и, |
в |
частности дихлорфлюоресцеин |
и |
||
эозин. Д л я диспергирования |
вводят декстрин. Удобно работать |
и |
с яркоокрашенными индикаторами, применяемыми в комплексо-
нометрни •6o-i62j |
позволяющей определять |
визуальным титро |
ванием большое |
число элементов. Н и ж е в |
периодической таб |
лице Д . И. Менделеева показаны элементы, определяемые ком-
плексонометрическим |
титрованием. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
11 |
Ш |
I V |
V |
V I |
V I I |
|
V I I I |
I |
I I |
H I |
I V |
V |
V I V I I |
0 |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
He |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
L i |
Be |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
/•//, |
|
о |
F |
No1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• s. CI |
|
||
Na |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si |
;?/ |
Ar |
||
ЩШ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щ |
|
||
у/Л |
Ca- -Sc- -TP - V - |
|
Mn |
|
Co- :Ni- Си |
Zn |
Gaz- Ge |
Ж |
Se |
|
Kr |
|||||
-ли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'/// |
|
|
|
|
|
|
|
Rh Ж- |
|
CdJ |
|
|
|
Те |
|
Xe |
Rb Sr- = Y = -Zr |
Nb |
|
Tc |
Ru |
|
|
Sn |
Ш |
|
|||||||
|
|
|
W. |
|||||||||||||
Cs f i - La: |
K u |
Та |
|
Re |
Os |
Ir Pt |
Au N |
i l l : Eh |
|
Po |
At |
Rn |
||||
Fr |
Ra |
Ac |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.1 А |
И Т A Н О И J Ы |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
-Ce-- |
|
Ш |
Pm Sm E\r |
Gd ть- |
Dy |
|
Er |
Tmh'b |
Lu |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
К T II H О II |
Л Ы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-Th- Pa |
-U= Np •PiTAm Cm Bk |
CF |
Es |
Fm Md |
No |
Lr |
|
|
- прямое или обратное Визуальное титрование
-косвенное титрование (после Выделения элементов)
Ул ьт р а м и к ро т и т р о в а н ие обычно проводят в открытой с двух
сторон влажной камере, где на д е р ж а т е л е располагают микро сосуды с дистиллированной водой, титруемым и титрованным растворами, которыми сосуды заполняются с помощью микро пипетки, находящейся в микроманипуляторе. Вводят в поле зрения сосуд для титрования, вносят в него микропипеткой не
который |
малый |
объем |
воды |
(в общем |
случае — фонового рас |
т в о р а ) . |
Затем в |
слой |
воды |
(фонового |
раствора) вводят кончик |
бюретки, содержащей титруемый раствор. Определенный объем его добавляют, поворачивая винт поршня до тех пор, пока стрелка нажимного микрометра не переместится на соответ ствующее число делений; добавляют индикатор. Перемешивают
134
раствор с помощью вибратора (см. выше) . Затем бюретку вы водят из сосуда, ополаскивают, заполняют титрантом и вновь вводят в раствор. Д о б а в л я ю т титрант порциями, при перемеши вании, каждый раз отмеряя определенный его объем, контроли руемый по шкале ми-крометра. Удобно заполнять бюретку сразу
k таким объемом титранта, |
чтобы оттитровать |
раствор, не выводя |
из него кончик бюретки для повторного ее заполнения. |
||
Ультрамикроопределения |
|
|
Титрование |
основания |
кислотой |
В сосуде для титрования к 0,5 мкл 0,5 М раствора NaOH прибавляют бюреткой по 10 нл 0,1 М растворов иодида и иодата калия, а т а к ж е 50 нл 1%-ного раствора крахмала . Титруют 0,25 М раствором серной кислоты, добавляя ее бюреткой, выпол няющей одновременно роль вибрационной мешалки .
|
|
Аргентометрическое |
|
тгьтрование |
|
||
В |
сосудах для титрования готовят |
растворы: |
|
|
|||
1) |
к 2,5 мкл 0,1 М раствора NaCl добавляют 50 |
нл |
2%-ного |
||||
раствора |
натриевой |
соли |
дихлорфлуоресцеина |
и |
0,25 мкл |
||
2%-ного раствора декстрина; |
|
|
|
||||
2) |
к 2,5 мкл 0,1 М раствора NaBr |
добавляют 50 |
ил |
2%-ного |
|||
раствора |
эозина и 0,25 |
мкл |
2%-ного раствора декстрина. |
Титруют приготовленные растворы галогенидов 0,1 М рас твором AgN03, перемешивая струей азота. Конечную точку
устанавливают, |
наблюдая |
окраску |
частиц |
хлорида (бромида) |
|||||
серебра в отраженном свете. |
|
|
|
|
|
||||
Окислительно-восстановительное |
|
|
титрование |
||||||
(по |
собственной |
окраске |
|
|
титранта) |
|
|||
В капилляр |
для |
титрования вносят |
пипеткой |
около |
1 мкл |
||||
2 н. раствора |
H2SO4, |
затем |
отмеривают |
микробюреткой |
опреде |
||||
ленный объем 0,1 н. раствора щавелевой |
кислоты. Титруют при |
||||||||
перемешивании |
0,1 |
н. раствором |
КМПО4. |
После |
добавления |
каждой порции титранта раствор нагревают с помощью элек
трического |
микронагревателя (его |
подводят |
к капилляру с про |
|||||
тивоположной |
бюретке |
стороны), |
предварительно |
выведя |
из |
|||
раствора кончик |
бюретки. З а т е м |
нагреватель |
отводят, |
после чего |
||||
добавляют |
следующую |
порцию |
титранта, |
вновь нагревают |
и |
|||
т. д. — до |
конца титрования. |
|
|
|
|
|
||
Комплексонометрическое |
|
|
титрование61 |
|
Натрий хорошо определяется комплексонометрическим ультрамикротитрованием раствора его осадка с цинкуранилацетатом, вследствие четкого .изменения окраски индикатора.
126
В |
мпкроконусе |
из 1 мкл раствора, содержащего |
0,2—0,3 мкг |
||||
Na, |
выделяют |
последний в |
виде |
осадка |
N a Z n ( U 0 2 ) 3 - |
||
• ( С Н 3 С О О ) э • 6 Н 2 |
0 , |
добавляя |
5 мкл |
насыщенного |
раствора |
||
цинкуранилацетата |
и оставляя |
стоять |
3 ч. Осадок |
отделяют |
центрифугированием, промывают уксусной кислотой и эфиром (предварительно насыщенными натрийцинкуранилацетатом пу
тем |
встряхивания с тонконзмельченной солью, которую |
затем |
|||
отфильтровывают), после чего растворяют в 1,5—2 |
мкл |
воды, |
|||
добавляя 2—3 крупинки твердого (ЫБЦЬСОз |
и 0,1—0,2 мкл 3 и. |
||||
раствора |
N H 4 O H . Титруют 0,1 М раствором |
Э Д Т А |
с эриохром- |
||
черным |
Т на белом фоне, наблюдая невооруженным |
глазом чет |
|||
кое |
изменение окраски. |
|
|
|
§ 2. Электрометрические титрования и измерения
Визуальные ультрамикротитрнметрические определения имеют существенные погрешности вследствие трудности наблю дения изменения окраски индикатора в тонком слое раствора. Поэтому такие определения сложны и утомительны для экспери
ментатора. |
Весьма значительна |
в |
связи с этим роль объектив |
|
ной индикации |
точки эквивалентности, которая исключает |
|||
ошибки, быстро |
возрастающие |
с |
уменьшением количества ис |
|
следуемого |
вещества. Д л я такой |
индикации наиболее широко |
||
применяют |
электрометрические |
методы 1 2 7 ' 1 6 3 . |
Пользуясь различными капиллярными ячейками с малыми электродами, можно проводить потенциометрическое, дифферен циальное потенциометрическое, амперометрпческое, кондуктометрическое, поляризационное ультрамикротитрования, кулонометрические ультрамикроопределения. При этом титриметрически определяют доли микрограмма того или иного элемента, содер жащегося в нескольких микролитрах раствора. Использование электрохимического эксперимента в ультрамикроанализе позволяет получать надежные результаты с необходимой точ ностью.
Потенциометрическое титрование при / = 0
Возможности потенциометрической, весьма наглядной, индикации точки эквивалентности достаточно широки, так как практически для очень многих систем может быть найдена индикаторная пара электродов. Соответствующие ячейки, смо делированные для ультрамикроэксперимеита, могут быть ис пользованы при титровании малых объемов растворов.
~~ |
Аппаратура |
Наиболее простой и в известной степени универсальной яв |
|
ляется пара |
электродов: - платиновый электрод — стандартный, |
каломельный |
электрод сравнения. К а п и л л я р н а я ячейка, исполь- |
126