ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая схема аналитического определения из "Аналитическая химия Часть 1" В ходе почти любого анализа можно выделить следующие основные этапы 1) отбор и усреднение пробы и взятие навески 2) разложение (вскрытие) пробы, растворение 3) разделение (выделение определяемого компонента) и концентрирование 4) количественное измерение 5) расчет результатов анализа. [c.17] Конечно, не в каждой методике реализуются все эти этапы. Иногда нет необходимости растворять пробу или проводить предварительное разделение компонентов. Эти этапы нередко исключаются, например, при анализе металлов и сплавов в эмиссионной спектроскопии или в некоторых радиометрических методах. [c.17] В общую схему аналитического определения следовало бы также включить такие этапы, как выбор и (или) обоснование метода анализа. Однако многочисленные и не всегда совместимые требования затрудняют обобщенный подход к решению этого вопроса. Выбор метода анализа в значительной степени зависит от примерного содержания определяемого компонента в пробе, мешающих примесей и т. д. Учитывается также возможная ве- личина погрешности определения, скорость выполнения анализа, наличие необходимого оборудования и некоторые другие факто- ры. Естественно, стремятся выбрать такой метод, который удов- летворял бы требованиям точности, быстроты и эж)номичности чвыполнения анализа. [c.17] Поступившая в аналитическую лабораторию представительная проба имеет сравнительно большую массу. Ее измельчают на специальных мельницах или иным путем и отбирают среднюю пробу методом квартования или с помощью автоматических пробоотборников. При квартовании пробу раскладывают в виде квадрата и делят диагоналями на четыре треугольника. Две противоположные части отбрасывают, а две другие соединяют, еще раз измельчают и снова проводят квартование, т. е. делят на четыре части и две противоположные отбрасывают. Полученная таким образом средняя проба массой от нескольких десятков граммов до 1 кг в зависимости от вида материала измельчается, просеивается через соответствующее сито без остатка и помещается в банку с притертой пробкой. Перед взятием навески для анализа некоторую порцию пробы обычно дополнительно растирают в агатовой ступке. Среднюю пробу металлических образцов отбирают высверливанием или снятием стружки на станке. Существуют и другие способы. [c.18] Отбору средней пробы следует уделять самое серьезное внимание, так как результаты анализа теряют свою значимость, если они характеризуют состав случайного образца. В фундаментальном Практическом руководстве по неорганическому анализу В. Ф. Гиллебранда, Г. Э. Лендаля и других утверждается, что отбор пробы вещества, подлежащего анализу, иногда является даже более важной операцией, чем выполнение самого анализа. Например, неправильная или неполная информация о компонентах исходного сырья, возникшая в результате ошибок при отборе пробы, может вызвать нежелательные осложнения в ходе технологического процесса. [c.18] Из подготовленной средней пробы берут точную навеску для анализа обычно на аналитических весах. Примерную навеску для анализа рассчитывают заранее, исходя из ориентировочного содержания определяемого компонента в пробе и характера количественных измерений. При проведении, например, гравиметрических определений навеску для анализа берут с таким расчетом, чтобы масса прокаленного осадка была 0,05...0,3 г. При уменьшении массы заметно возрастает относительная погрешность взвешивания, а увеличение массы осадка, не давая никаких преимуществ, может привести к увеличению длительности анализа. В разработанных аналитических прописях масса навески или способ ее расчета обычно указывается. При взвешивании воздушно-сухих негигроскопичных проб обычно обходятся без особых предосторожностей. Необходимые меры предосторожности при взвешивании гигроскопических проб указываются в аналитических прописях. [c.18] Для растворения навески твердого вещества чаще всего применяют обработку пробы минеральными кислотами при нагревании на песчаной или водяной бане. Нередко используют смесь кислот, например царскую водку (смесь концентрированных соляной и азотной кислот), или смесь кислоты и окислителя (пероксида водорода, брома), или (реже) смесь кислоты и восстановителя. Подбор растворителя упрощается, если основные компоненты пробы известны из предварительных данных. Многие сульфидные руды сначала обрабатывают соляной кислотой при нагревании, затем добавляют азотную и новую порцию соляной кислоты. Разложение часто заканчивают обработкой пробы серной кислотой при нагревании. Так поступают при определении в рудах свинца, меди и других металлов. Если же предстоит определение серы, то пробу обрабатывают дымящей азотной кислотой, иногда с добавкой брома, чтобы окислить сульфид до сульфата и не допустить потери серы в виде сероводорода. [c.19] При определении сурьмы, мышьяка, германия и некоторых других элементов избегают обработки исходной пробы соляной кислотой и вообще стремятся не нагревать солянокислые растворы. Если при анализе этих элементов все же без нагревания обойтись нельзя, его производят с обратным холодильником, чтобы не допустить потерь за счет улетучивания хлоридов. [c.19] Реже используют при растворении восстановительные свойства кислот. Характерным в этом отношении является применение соляной кислоты для растворения пиролюзита МпОг и других окисленных руд. В этом случае навеску пиролюзита обрабатывают соляной кислотой до прекращения выделения свободного хлора. [c.19] Неорганический анализ нередко осложняется имеющимися в пробе органическими веществами главным образом природного происхождения. Органические вещества могут образовывать комплексы с определяемыми элементами, препятствующие осаждению или уменьшающие эффективность других аналитических приемов. Таким образом, проведение анализа обычно требует полного разрушения органической части пробы. Разрушение проводят сухим или мокрым методами. Сухи е методы включают прокаливание пробы на пламени горелки, в муфельной печи, в трубчатой печи, в токе кислорода или сожжение в бомбе . При сжигании по мокром у методу пробу длительное время обрабатывают концентрированной азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот нередко с добавкой окислителя (хлората, перманганата и др.). [c.19] Выбор плавня зависит от состава анализируемой пробы. Силикаты, фосфаты и другие окисленные минералы обычно сплавляют с карбонатом натрия или со смесью карбонатов натрия и калия. Танталаты, ниобаты и многие оксиды сплавляют с пиросульфатом и т. д. Применяют и другие плавни. Иногда эффективным оказывается сплавление с оксидом или карбонатом свинца, основным нитратом висмута, борной кислотой и т. д. Нередко приходится применять комбинированные способы вскрытия пробы сначала проводят кислотную обработку взятой пробы при нагревании, а затем нерастворившийся остаток сплавляют с подходящим плавнем. [c.20] Разделение. Метод разделения выбирают в зависимости от свойств определяемого соединения и мешающих элементов, а также от того, какой метод анализа предполагается использовать гравиметрический, титриметрический или какой-либо другой. В практике используют химические, физические и физикохимические способы разделения. К химическим относятся главным образом методы осаждения, основанные на различной растворимости веществ, к физическим — отгонка, сублимация, плавление и т.д., к физико-химическим — экстракция, ионный обмен, хроматография и некоторые другие. Более подробно методы разделения будут рассмотрены в дальнейшем. [c.20] Вид функциональной зависимости определяется главным образом особенностями аналитического сигнала. Зависимость может быть линейной, логарифмической и т. д. В качестве уравнения связи могут быть использованы как теоретически обоснованные соотношения, так и эмпирически найденные зависимости между интенсивностью сигнала и концентрацией. [c.21] Расчет результатов анализа. Это заключительный этап анализа. Расчет результатов основан на использовании несложных формул и принципиальных затруднений обычно не вызывает. Тем не менее этот этап требует самого серьезного внимания, поскольку погрешность в расчете ведет к неверному результату, так же как и небрежное или неправильное выполнение других операций анализа. [c.21] В последующих главах этот вопрос будет рассмотрен более конкретно. [c.21] Вернуться к основной статье