ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мембранная колориметрия из "Аналитическая геохимия" Мембранная колориметрия [4] — способ, позволяющий получать плоские изображения с плоских поверхностей металлов, пород и растений. Затем эти изображения подвергаются обработке колориметрическими реагентами, чтобы установить распределение металлов по поверхности образца. Эффективность способа значительно повысилась после замены непрозрачной бумаги прозрачной мембранной пленкой. Кроме того, применяемые мембраны могут быть исключительно тонкими и сами принимать участие в переносе и захвате элементов, находящихся на поверхности анализируемого образца. [c.51] Идею использования электролиза для переноса ионов с образцов металлов и исследования раствора по окраске разработали самостоятельно X. Фриц [6] и А. Глазунов [7]. X. Фриц переносил малые количества растворенных металлов на фильтровальную бумагу при помощи электролиза в стандартных условиях. А. Глазунов применил электролитический перенос ионов металлов для выявления макроструктуры образцов этих металлов. Б сочетании эти приемы известны металлургам как электрографический анализ [13]. Минералы и породы впервые анализировали таким способом Г. Гутцейт и др. [10], а позже их работа была продолжена в направлении повышения точности Д. Вильямсом и Ф. М. Нахла [18]. До недавнего времени этим путем анализировались лишь образцы, ионизированные в электрическом ноле. С введением ионообменных прозрачных мембран процесс получения контактных отпечатков нашел широкое применение при анализе металлургических, геологических и биологических образцов [4]. [c.51] Вильямс и Ф. М. Нахла [18] предложили термин хроматографический контактный отпечаток для описания способа, которым они получали избирательно окрашенные изображения минералов и руд. Они применяли бумаги, покрытые желатиной, аналогичные тем, которые употреблялись для электрографического анализа . Их результаты имели важное значение как качественная оценка при изучении распределения катионов и анионов в металлургических образцах. Фактически это единственно доступный прием изучения на химической основе качественной природы распределения металлов в рудных месторождениях. Теперь, с введением прозрачных мембран, эти химические изображения можно получать с большей точностью и увеличением, что позволяет обнаружить тонкую структуру образца в отношении его катионов и анионов (рис. 14). [c.51] С помощью простых устройств, показанных на рис. 15, контактные отпечатки могут быть получены следующим образом. [c.53] Если образец проводит электрический ток, можно, непосредственно подводя постоянный ток к образцу и илите пресса, получать-отпечатки быстро и точно (см. рис. 15, а). Кроме того, делая образец соответственно катодом или анодом, можно получить на контактною отпечатке распределение в образце соответственно катионов или анионов. Простое оборудование, используемое для обычных контактных отпечатков, может быть усовершенствовано для этого-метода введением электродных пластинок в основание и плиту пресса. Чтобы охватить неровности образца и достичь параллелизма между ним и давлением плиты, Д. Вильямс и Ф. М. Нахла [181 изготовили простой, но эффективный пластический электрод, завернув пластичную прокладку в алюминиевую фольгу. Деформируясь фольга дает очень хороший электрический контакт между неровной поверхностью нижней части образца и медным электродом в основании пресса. Пластический электрод вводят между медным электродом основания плиты пресса и образцом и получают отпечаток с учетом дефектов поверхности образца. [c.55] Мембрана имеет два основных преимущества перед контактной бумагой. Во-первых, для чисто качественных целей прозрачные окрашенные изображения могут быть увеличены почти до любой величины (см. рис. 14), а это дает возможность обнаружить детали химического распределения элементов, которые незаметны на желатиновых пленках контактных бумаг. Во-вторых, легкость, с которой эти изображения могут быть фотометрически сканированы, обеспечивает основу для непосредственного полуколичественного анализа поверхности образца. Кроме того, так как мембрана может быть сохранена между стеклянными пластинками или укреплена на бумаге, подобно цветной фотографии, она позволяет легко обеспечить постоянную регистрацию замеров. На данной стадии развития мембранной колориметрии физико-химические свойства тонких прозрачных пленок известны мало. Пленки, обладающие повышенными ионообменными свойствами, будут совершенствоваться, как и существующие методы, а это, естественно, приведет к созданию материалов для мембран, способных эффективно работать нод давлением. В настоящее время наиболее удобными материалами для производства мембран являются тонкий целлофан или целлюлоза, применяемая для диализа или микрофильтрации. Короче говоря, будущее мембранной колориметрии будет зависеть от развития способов ионизации поверхности образца в контакте с мембраной. В случае образцов с низким сопротивлением можно использовать электрический потенциал, но этот способ уничтожает все следы силикатов, алюмосиликатов и карбонатов в образцах горных пород. Для таких соединений разработаны методы ионной бомбардировки, но они включают применение источников высокой энергии или использование дымящих кислот, которые были использованы в ограниченных масштабах с обнадеживающими результатами. [c.56] Примеры, приведенные на рис. 14, показывают потенциальны возможности этого метода, особенно при обнаружении следов металлов, применительно к текстуре и минералогии изверженных и метаморфических пород. Такие породы, как известняки, и минералы, образовавшиеся в процессе испарения, проблемы в данном случае не представляют, а применительно к изучению кораллов и аналогичных ископаемых мембраны обладают четкими преимуществами по сравнению с тонкими шлифами или так называемыми целлюлозными корками , используемыми палеонтологами. Действительно, целлюлозные корки при изготовлении покрытием травленой поверхности с целлюлозной подготовкой, строго говоря, сами являются мембранами, которые моншо обрабатывать колориметрическими реагентами [2]. [c.57] Для перевода мембранной колориметрии в полуколичественный метод необходимо изображение сканировать фотометрически при различных длинах волн. Путем стандартизации образцов мембран можно получить полуколичественные значения для различных элементов, адсорбированных ими. Кроме того, можно получить количественную оценку переноса катионов в руде, регистрируя потенциометрически переход ионов из образца в мембрану путем механического контроля электрического поля. Каждый элемент, достигая своего потенциала возбуждения, вызывает резкое увеличение силы тока. [c.57] Специфическими являются и колориметрические реагенты, часто применяемые в титрометрическом анализе. Они обычно довольно Стабильны и во многих случаях дают избирательные окраски. Для некоторых ионов металлов они особенно чувствительны. Г. Гутцейт [9] показал это на таких примерах, как обнаружение 0,05 мкг л обальта в образце при помощи а-нитрозо-р-нафтола 0,1 мкг меди с а-бензоиноксимом 0,2 мкг марганца с бензидином и 0,04 мкг свинца с дифенилдитиокарбазоном. [c.58] С другой стороны, возможности идентификации элементов с этими специфическими реагентами ограничены влиянием других элементов. Пользуясь соответствующими реагентами и связывая мешающие элементы в бесцветные комплексы с реагентами, применяемыми для разложения, можно устранить это влияние. Например, железо можно замаскировать в присутствии никеля или меди добавкой к реагенту для разложения тартрата натрия—калия. Мешающие элементы можно также перевести в нереакционное состояние по отношению к специфическому реагенту при помощи предварительного окисления или восстановления. Иногда для этой цели пользуются неустойчивостью некоторых металлоорганических соединений в определенных средах. Типичным примером служит неустойчивость рубеанатов меди и никеля в разбавленном растворе цианида калия, в то время как соответствующий рубеанат кобальта сравнительно стабилен в такой среде. [c.58] Некоторые мешающие элементы можно удалить промывкой кислотами. Практически подавление влияния мешающих элементов -становится реально необходимым, когда они присутствуют в значительных количествах, препятствуя обнаружению искомого элемента. Идеальным слзгчаем является такой, когда реактивная бумага обрабатывается обоими реагентами. Таким путем получаются контактные отпечатки с большой четкостью и точностью, обеспечивающие геохимика удобной информацией о распределении отдельного элемента в минерале породы. К сожалению, большинство сочетаний реагентов для разложения и специфических реагентов при смешении быстро разлагается, и их приходится готовить в малых количествах для немедленного использования. Большинство трудностей заключается в недостаточном исследовании тех минералов, которые слабо поддаются химическому воздействию и не электропроводны. [c.58] Ниже приводится перечень специфических реагентов, применяемых для обнаружения элементов, цитируемый с разрешения профессора Д. Вильямса [18] из классического руководства на эту тему. [c.58] Вернуться к основной статье