ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВ Основные работы В. А. Каргина по методам анализа и очистки веществ Топчиева) из "Коллоидные системы и растворы полимеров" Каргин использует оригинальные физико-химические методы анализа. Например, для определения минерала, содержащего кремнезем, использовано свойство неодинаковой скорости растворения различных модификаций кремнекислоты в углекислых щелочах [2]. [c.18] В статье О химическом составе и свойствах крымского кила [3] было показано, что крымский кил содержит алюмокремневый комплекс, находящийся в тонкодисперсном состоянии и не содержит глинозема и кремнезема в свободном состоянии. Именно особенностью дисперсного состояния алюмокремневого комплекса и объясняется высокая адсорбционная способность крымского кила. В этой работе В. А. Каргин подчеркивает, что валовые химические анализы, проводимые для всех известных месторождений глин, без выяснения минералогического состава объекта не дают возможности судить о применении этих глин как адсорбентов. Эта статья по существу является первой работой В. А. Каргина в области коллоидной химии (1930 г.). [c.18] Исследования В. А. Каргина были выполнены в 1926—1930 гг., в период становления советской геохимии. Благодаря высокой доброкачественности эксперимента и важности изученных объектов они не утратили своего значения до сих пор и считаются классическими в этой области. [c.18] Каргин широко использует природные минералогические объекты или компоненты, входящие в состав минералов. Кроме того, работы с минералами, основной составной частью которых являются алюмосиликаты, вылились в самостоятельную ветвь научных исследований, посвященных изучению процессов почвообразования и структуры почв. [c.19] Дальнейшие работы по усовершенствованию аналитических методов, а также по вопросам очистки веществ, главным образом коллоидных систем, заставили В. А. Каргина обратиться к электрохимическим методам. К их числу в первую очередь следует отнести метод потенциометрического титрования. В то же время успешное применение этого метода было невозможно без усовершенствования техники и прежде всего электродов. В. А. Каргиным была проделана большая работа по усовершенствованию стеклянного электрода, проанализированы типичные ошибки [4], даны практические рекомендации по его изготовлению и использованию. [c.19] По мнению академика Б. П. Никольского, В. А. Каргин принадлежит к числу советских ученых, благодаря работам которых стеклянный электрод в настоящее время получил широкое применение в разнообразных лабораториях СССР, а также за рубежом [5]. [c.19] С помощью стеклянного электрода В. А. Каргиным было проведено большое число измерений констант диссоциации слабых электролитов. К их числу относится предложенный В. А. Каргиным способ определения фенолов в присутствии малых добавок органических веществ [6] и метод определения константы диссоциации перекиси водорода [7]. При рассмотрении этих работ прежде всего обращает на себя внимание высокая точность эксперимента достаточно сказать, что разность потенциалов, определяемая с помощью электрометра, измерялась с точностью до десятых милливольта. Именно благодаря экспериментальному и методическому совершенству статья, посвященная определению константы диссоциации перекиси водорода, до настоящего времени широко цитируется в советской и зарубежной печати. [c.19] Кроме того, В. А. Каргин широко пропагандировал хингидронный электрод [8], работы с которым в то время были мало известны в нашей стране, и дал ценные практические указания по его использованию. [c.19] Большой вклад внес В. А. Каргин в разработку новых видов проточных обратимых электродов амальгамного типа. При разработке электродов подобного типа перед В. А. Каргиным и 3. Я. Берестневой возник вопрос о постоянстве амальгамных электродов в водных растворах и связанный с этим вопрос о применимости форд1улы Нернста к системе амальгама металла—водные растворы солей соответствующих металлов [9]. Это вопрос был изучен для амальгам Ва, А1, Ка и К было показано, что количественная оценка поведения амальгамных электродов в водных растворах его солей может быть описана законом Нернста. [c.19] Практически важные результаты были получены В. А. Каргиным совместно с Р. С. Нейманом и Е. М. Фокиной (1937) при использовании метода потенциометрического титрования для анализа сложных многокомпонентных смесей. Каковыми являются вискоза и растворы вискозного производства [10]. В этих исследованиях блестяще применен комплекс потенциометрических методов, включающих использование различных электродов. Применение метода потенциометрии к анализу вискозы явилось в 1940-е годы важным этапом в исследовании сложного солевого состава вискозы. Результаты этой работы и методический подход не потеряли своего значения до сих пор. [c.20] Важнейшим вкладом В. А. Каргина в разработку электрохимических методов очистки и анализа веществ является усовершенствование методов электродиализа и создание пятикамерного электродиализатора [И]. Трудность очистки веществ традиционными методами с использованием трехкамерного электродиализатора была связана с рядом обстоятельств и прежде всего с процессом обратной диффузии отдельных примесей. Для достижения наиболее эффективной очистки в таких случаях требова-лась частая смена воды в боковых камерах. Это, в свою очередь, делало практически невозможным концентрирование ценных примесей. Другая трудность заключается в очистке от слабых электролитов, поскольку скорость переноса пропорциональна не концентрации самого электролита, а лишь его диссоциированной части. Для преодоления этих трудностей В. А. Каргиным была предложена новая конструкция электродиализатора, содержащая наряду с тремя основными камерами две дополнительные, включающие диафрагмы и электроды и присоединенные к боковым камерам с помощью узких каналов. К электродам боковых и вспомогательных камер прикладывается разность потенциалов, и в дополнительные камеры переносятся из боковых все удаляемые примеси. Таким образом, введение дополнительных камер позволяет предотвратить процесс обратной диффузии. Кроме того, в дополнительных камерах можно проводить концентрирование ценных примесей. Предложенная конструкция прибора позволяет также резко уменьшить расхэд воды. [c.20] Наряду с ускорением и совершенствованием самого процесса переноса ионов В. А. Каргиным совместно с Р. П. Ластовским и Т. А. Матвеевой (1951) были предложены остроумные методы очистки ряда веществ от нерастворимых или частично растворимых примесей, заключающиеся в переводе этих примесей в растворимое состояние путем обработки комплексообразующими агентами. Другим чрезвычайно эффективным методическим приемом явилась очистка осадков от нерастворимых примесей электродиализом в потоке ионов . В этом случае перевод примесей в растворимое состояние достигается перемещением через осадок ионов, необходимых для осуществления химических реакций, переводящих в раствор удаляемые примеси. Этот метод был успешно использован для очистки ряда промышленно важных веществ, таких, как целлюлоза, окись титана и метатитановая кислота, двуокись кремния, сахароза и т. д. [c.20] Большой заслугой В. А. Каргина является разработка принципиальной схемы установки электродиализа, на основе которой в промышленных масштабах были сконструированы и выпущены пятикамерные электродиализаторы, широко используемые для препаративных и аналитических целей. [c.21] Особое место занимают работы В. А. Каргина, посвященные электросинтезу минералов, осуществляемому в электродиализаторе. Одна из них, выполненная совместно с О. И. Дмитренко, посвящена изучению процессов выветривания алюмосиликатов [12]. Цель работы заключалась в синтезе некоторых продуктов стадийного выветривания глинистых материалов, получающихся в нормальных условиях в результате щелочного и кислого гидролиза естественных алюмосиликатов. Основная экспериментальная трудность заключалась в воспроизведении природных условий синтеза, протекающего при чрезвычайно низких концентрациях реагирующих веществ кремне-кислоты и окислов металлов, значительно меньших чем 1 мг л. Синтез потребовал бы использования громадных количеств воды, причем неизбежные загрязнения воды и трудности, связанные с улавливанием продуктов реакции, могли совершенно исказить результаты. Для решения этих задач был предложен иной путь, состоящий в ускорении процессов диффузии растворенной части малорастворимых электролитов, применения ускоряющего электрического поля. Использование этого принципа позволило изучить гидролиз некоторых природных минералов в специально сконструированном пятикамерном электродиализаторе. При электродиализе большинства минералов происходит их постепенный распад, связанный с растворением или гидролизом и последовательным переносом катионов и анионов в боковые камеры. Такой процесс соответствует тем явлениям растворения и гидролиза, которые происходили бы при пропускании громадных количеств воды в соответственно длительные промежутки времени. Путем изменения условий синтеза этим методом были получены новые, а также весьма редко встречающиеся в природе кристаллические разновидности, что особенно важно для соединений, обладающих большой энергией кристаллизации. Безусловно, этот метод представляет большой интерес и в смежных областях знания — биологии, медицине, кристаллографии, кристаллохимии, почвоведении и т. д. [c.21] Аналогичные задачи были поставлены в работе В. А. Каргина, выполненной совместно с 3. Я. Берестневой и М. Б. Константинопольской, Об образовании кристаллических алюмосиликатов [13]. В данной работе электросинтез проводился между двумя коллоидными растворами — крем-некислотыи окиси алюминия. Авторами было показано, что реакция протекает через истинный раствор и скорость ее, естественно, должна определяться скоростью диффузии соответствующих ионов. Поскольку последняя очень мала, для ускорения передвижения растворенных веществ использовался метод электродиализа. [c.21] Таким образом, вклад В. А. Каргина в разработку методов анализа и очистки веществ заложил фундамент последующих крупных исследований в области коллоидной химии и физико-химии высокомолекулярных соединений. [c.21] Среди оригинальных экземпляров внимание привлекал бесформенный кусок небольших размеров, около трех сантиметров, представлявший как бы сплошное скопление минерала желтого цвета, несколько отличаюш егося от тюямунита, который обычно неравномерно рассеян в мраморе или приурочен к отдельным пустотам. [c.23] Образец с желтым активным минералом из коллекции С. П. Александрова уже по внешнему виду выгодно отличался от обыкновенного рудного мрамора, содержащего тюямунит. В нем было сосредоточено значительное количество активного минерала, несомненно, одной определенной фазы рудного процесса, и исследование этого материала могло представить интерес в целях разрешения ряда вопросов, связанных с составом тюямунита, процентным содержанием в нем различных элементов, в том числе и активных. Наиболее невыясненным в химическом составе тюямунита Ферганского месторождения следует считать содержание щелочных металлов. Результаты последних анализов этого минерала не имеют определений щелочей или из-за недостатка материала, или в связи с отсутствием специального внимания именно к группе щелочных металлов. Между тем в вопросе выяснения условий выделения из растворов тюямунита щелочные металлы должны иметь большое значение. [c.23] Муюне приобретает особое значение для выяснения состава и равновесия раствора, принесшего активные элементы. [c.24] Вернуться к основной статье