ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение углерода и водорода в быстром токе кислорода из "основные микрометоды анализа органических соединений" Все существующие методы определения -углерода и водорода из одной навески органического вещества основаны на сожжении его до двуокиси углерода и воды и последующем определении этих соединений. [c.19] Навеску сжигают обычно в кварцевой трубке в токе кислорода или воздуха в присутствии или в отсутствие твердых окислителей или катализаторов. Поскольку сам кислород является очень энергичным окислителем, то при достаточно высоких температурах он может количественно окислить любое органическое соединение. Однако этот процесс протекает легко лишь при избытке кислорода и к тому же во времени. Казалось бы, твердые окислители и катализаторы должны способствовать более быстрому и полному окислению, и это, до некоторой степени, действительно так. Тем пе менее их применение нежелательно, поскольку сожжение будет сопровождаться тем большим количеством побочных процессов и тем больше возникнет источников ошибок, чем большее количество препаратов будет применено при его осуществлении. [c.19] Сожжение в ненаполненной трубке не только исключает многие источники ошибок, но создает и еш е одно преимущество позволяет в целом ряде случаев определять наряду с углеродом и водородом из той же навески и некоторые другие элементы, если они присутствуют в соединении, например галоиды, серу и т. п. [c.20] Основным источником ошибок при сожжении в ненаполненной трубке, естественно, является неполнота окисления, которая-может возникнуть, если в системе окажется недостаточно кислорода или же время контакта вещества с горячим кислородом будет слишком мало. [c.20] Рассматривая причины неполного окисления органических соединений в быстром токе кислорода, следует учитывать химические и физические свойства вещества. Как известно, наибольшую трудность представляет окисление легколетучих соединений и соединений образующих при нагревании легколетучие вещества (к ним относятся наиболее трудноанализируемые соединения, содержащие ангулярные метильные группы) галоидсодержащих соединений (при разлон епии таких соединений образуется свободный галоид, который, как известно, пассивирует дальнейший процесс окисления) веществ с повышенной термической стойкостью веществ, содержащих элементы, способные после озоления образовывать или карбиды, или стекловидную пленку на углероде, или термически устойчивые карбонаты, и веществ, взрывающихся при нагревании. [c.20] Гораздо труднее добиться хороших результатов для соединений, образующих при разложении карбиды. Однако, смешав навеску с достаточно активным катализатором, и эту задачу можно разрешить благоприятно. Если распределить навеску на слое кварцевого песка и тем самым избежать резкого нагрева значительной порции вещества, то можно добиться хороших результатов и при анализе взрывчатых веществ. [c.21] Наибольшую трудность представляют вещества летучие или разлагающиеся с образованием летучих продуктов. Среди этих соединений особенно трудно анализировать насыщенные углеводороды, поскольку они окисляются быстро лишь в условиях, когда реакция может протекать по цепному механизму. Следовательно, процесс активизации окисления должен пройти вначале, пока концентрация паров углеводорода в горячем кислороде еще достаточно высока. Если же вещество, испаряясь, смешивается с кислородом так, что концентрация его оказывается ниже или, наоборот, выше критической, то цепи будут обрываться, окисление не пойдет по цепному механизму, и суммарный процесс окисления окажется замедленным. В быстром токе кислорода, где время пребывания паров вещества в горячей зоне очень невелико, это может привести к неполному сгоранию. [c.21] До недавнего времени аналитики обращали мало внимания на способы сожжения навески анализируемого соединения. Вопрос ставился только о темпе сожжения, т. е. о скорости продвижения нагревательного элемента и ее регулировании, причем считалось, что скорость сожжения должна быть равномерной и очень небольшой. [c.21] Термином сожжение было принято называть весь процесс перевода навески в конечные продукты окисления. Между тем он состоит по меньшей мере из двух отчетливо различающихся стадий. Одна из них — разложение цли испарение вещества, другая — окисление. [c.21] Во втором варианте (сожжение в пробирке) продвижение нагревательного элемента вызывает перемещение вещества к запаянному концу пробирки, где оно постепенно плавится и разлагается. Разложение, таким образом, идет в полузамкнутой зоне. Ток кислорода не проходит над веществом и не может унести его. Перед тем как попасть в окислительную зону трубки, вещество претерпевает термическое разложение и, кроме того, почти нацело успевает окислиться внутри самой пробирки и в слое горячего кислорода, находящегося у выхода из пробирки, т. е. в так называемой зоне разложения. Таким образом, значительно уменьшается роль окислительной зоны, в которую равномерно поступают небольшие количества неокислившихся продуктов сожжения, и полностью исключается возможность образования обедненных кислородом зон. По этим же двум схемам можно сжигать и жидкости, т. е. их можно или испарять из капилляра в окислительную зону, или предварительно вытеснить из капилляра в пробирку и сжигать в ней, как указано выше. [c.23] Описываемые ниже два способа сожжения в полузамкнутой зоне (сожжение с пиролизом и сожжение со вспышкой) позволяют количественно окислить веш,ество. Действительно, быстрый ток кислорода, подаваемый в систему, обеспечивает его избыток, а способ сожжения и аппаратурное оформление методов исключают унос вещества или его паров и продуктов распада током кислорода из горячей зоны до того, как произойдет полное сгорание, т. е. обеспечивают достаточное время контакта анализируемого соединения с горячим кислородом. [c.25] Оба метода проверены на различных соединениях, и сейчас можно с уверенностью назвать их если не универсальными, то во всяком случае очень широко применимыми. Приемы работы, кроме способа сожжения, реактивы и большая часть аппаратуры одинаковы для обоих методов. [c.25] Принцип метода определения в общем виде для обоих способов можно сформулировать так органическое вещество сжигается в полузамкнутой зоне в быстром токе кислорода в ненаполненной трубке в условиях, обеспечивающих достаточно длительный и полный контакт вещества, его паров и продуктов разложения с горячим кислородом. Углерод при этом количественно окисляется до двуокиси углерода, а водород — до воды. Продукты окисления других элементов, если они содержатся в веществе, улавливаются соответствующими соединениями и не мешают определению. Вода поглощается безводным перхлоратом магния (апгидроном), а двуокись углерода — щелочным поглотителем (аскаритом). Поглощенные вещества определяют по привесу поглотительных аппаратов. [c.25] Аппаратура состоит из трех основных частей системы подачи и очистки кислорода, трубки для сожжения, системы для поглощения продуктов горения. Отдельные части аппарата для определения углерода и водорода изображены на рис. 6. Многие из них выпускает завод Гослаборприбор (г. Клин). [c.25] Стакан для хранения вещества. . [c.26] Пинцет (2 шт.). На концы одного пз пинцетов надевают отрезки резиновых трубок длиной приблизительно 2 см. Этим пинцетом помещают на чашку весов взвешиваемые предметы. Другой пинцет применяют, когда нужно подогреть часть аппарата, в котором поглощают воду, чтобы ток кислорода быстрее захватил сконденсировавшуюся в кончике аппарата воду. [c.27] Блок большой (рис. 7) — 4 шт. и малый (рпс. 8) — 2 шт. [c.27] Подставка для пробирок (рис. 10) — 2 шт. [c.27] Тарировочная склянка (рис. 11) — 2 шт. [c.27] Вернуться к основной статье