Седиментации (разделение при помощи осадительных методов)
Осадительные методы обеспечивают надежность разделения. Чем более сложно исследуемое вещество, тем больше вероятность того, что те или иные методы разделения будут желательны или необходимы. Особенно это бывает нужно при анализе неизвестных неорганических смесей и технических продуктов, когда требуется проведение систематических операций разделения, с тем чтобы изолировать определенные группы веществ и изучить их при помощи капельных реакций.
Разделение при помощи маскирования
Маскирование - один из лучших методов разделения. Он состоит в том, что мешающие вещества переводят в растворимые комплексы. Его очевидное достоинство заключается в отсутствие необходимости фазового разделения, поскольку процесс разделения, по существу, происходит в самой капельной реакции.
Хроматографическое разделение
Хроматографический метод разделения - один из наиболее перспективных методов в аналитической химии. Его применяют в случаях, когда раствор содержит вещества, адсорбирующиеся на данном адсорбенте. Для разделения раствор пропускают через адсорбционную колонку, где образуются зоны насыщения. Наиболее адсорбирующееся вещество образует зону у верхнего края колонки, другие зоны лежат ниже. Их положение определяется степенью адсорбируемости этих веществ. Если различные компоненты раствора - окрашенные вещества, то и соответствующие зоны также окрашены. Подобным же образом можно разделить и идентифицировать бесцветные вещества. Колонка должна иметь соответствующие деления. После завершения разделения хроматограмму проявляют. Особое значение имеет тот факт, что хроматографический метод можно применять для разделения как органических, так и неорганических смесей. Более того, таким способом можно разделить очень небольшие количества веществ.
Электрохимические методы разделения
Методы электрохимического разделения довольно часто используют в капельном анализе, особенно при применении методов бумажной хроматографии. Особенно интересно применение электрографических методов для анализа металлов, сплавов и руд. Основной принцип в этом случае заключается в анодном растворении металлов. Анализируемый образец служит анодом, а кусочек алюминиевой фольги — катодом. Между двумя электродами помещают фильтровальную бумагу, смоченную раствором подходящего реагента. Затем подводят соответствующее напряжение, движение ионов металлов фиксируется на бумаге и таким образом выявляется точное положение ионов металлов, которые мигрировали от поверхности испытуемого образца.
Флотация
Иногда разделение и обогащение можно быстро провести методом простой флотации. Она "включается во встряхивании суспензии с органической жидкостью, которая не смешивается с водой. Поверхностное натяжение изменяется, и происходит сцепление мелких частиц твердого вещества, а результате чего они собираются в виде тонкой пленки на поверхности раздела фаз воды и органической жидкости. Этот метод особенно полезен в тех случаях, когда надо установить образование осадка в большом объеме жидкости при добавлении к ней реагента. Лучше всего сцепление и отделение частиц происходит в нейтральных или кислых растворах. Обычно обработку органическим растворителем проводят в макро - или микропробирках со стеклянными пробками.
Капиллярное разделение
При проведении капельной реакции на бумаге, будь то взаимодействие двух капель или капли анализируемого раствора с реагентной бумагой, нерастворимые соединения осаждаются на бумаге, а оставшиеся в растворе ингредиенты подвергаются капиллярной диффузии. Диффузия затем распространяется за область осадка по кольцевой зоне вокруг пятна. Таким образом, образование осадка и фильтрование происходят на поверхности бумаги. И последующие капельные реакции можно проводить затем либо с веществом, находящимся в осадке, либо в кольцевой зоне вокруг осадка. Непосредственно на бумаге можно не только проводить осаждение и фильтрование, но и очистку осадка промыванием. Для этой цели можно нанести каплю воды или другой промывной жидкости в центр пятна, после чего начнется увеличение кольцевой зоны вокруг осадка вследствие капиллярной диффузия. Если фильтрат не нужен для последующего изучения, то лучше бумагу окунуть в подходящую промывную жидкость, которая в случае необходимости может быть обновлена. Если осадок требуется промыть повторно, то, прежде чем нанести следующую каплю воды, необходимо, чтобы каждая предыдущая полностью впиталась в бумагу. Обычно лучше всего сушить пятно перед повторным промыванием. Во время высушивания осадок более основательно фиксируется в капиллярах бумаги и, следовательно, предотвращается возможность его вымывания.
Наиболее быстро и эффективно пятна высыхают в токе сухого теплого воздуха. Кроме того, этот процесс также фиксирует на бумаге и растворимые диффундирующие вещества. Наибольшее обогащение происходит на той стороне бумаги, которая обращена к потоку теплого воздуха. Это явление благодаря капиллярному действию бумаги способствует успеху последующих капельных реакций, проводимых с фильтратом, который таким способом можно сконцентрировать. Анализ на растворенные вещества, которые диффундируют от пятна осадка, выполняют в виде дополнительных проб. Лучше всего в таких случаях добавлять каплю подходящего реагента на сухое место бумаги рядом с первым пятном. Реагент равномерно распространяется от точки нанесения, и характерная реакционная картина получается на границе соприкосновения двух пятен. В случае если используются окрашенные реагенты, можно заметить без труда даже слабое изменение окраски.
8. Работа с парами и разделение газов
капельный металлургия проба реагентный
В капельном анализе пары и газы используют в трех случаях:
1) в качестве осадителей, подщелачивающих или окисляющих реагентов;
2) в качестве характерных продуктов, выделяющихся в небольших количествах, которые можно идентифицировать последующими реакциями;
3) в качестве вспомогательных для последующего анализа веществ, получаемых дистилляцией органических жидкостей или испытуемых материалов перед выполнением анализа.
Выбор соответствующего прибора для этой цели определяется объектом анализа.
Капельные реакции на бумаге можно осуществить при воздействии на бумагу газов или паров, таких, как сероводород, галогены, аммиак, водяной пар и другие. Такие реакции выполняются либо с использованием газов, получаемых непосредственно из генератора, либо подвешиванием полосок фильтровальной бумаги на горлышке колбы, частично заполненной водой, раствором сероводорода, гидроокисью аммония, бромной водой и т.д.
· Разделение сероводородом
Разделение некоторых групп металлов под действием кислых или аммонийных растворов сероводорода общепринято в химическом анализе. В капельном анализе осаждение можно провести, насыщая небольшой объем раствора сероводородом в микроцентрифужной пробирке. Газ пропускают по тонкому капилляру так, чтобы не было потерь в результате разбрызгивания. Тонкий капилляр пропускает поток мелких пузырьков, и, таким образом, раствор не разбрызгивается. Газ следует начинать пропускать до погружения конца капилляра в раствор, так как иначе раствор втянется в капилляр и при взаимодействии с сероводородом образует осадок, который закупорит капилляр. Конец осаждения сульфидов легко определить по увеличению размеров поднимающихся пузырьков.
· Разделение и обнаружение газов
Для выделения летучих продуктов из твердых веществ или жидкостей под действием кислот или щелочей всегда следует иметь в готовности соответствующий набор различных специальных приспособлений небольшого объема. Рассмотрим прибор для обнаружения карбоната, сульфида и других подобных веществ. Он состоит из микропробирки с капилляром емкостью ~ 1 мл, закрывающейся притертой пробкой, к нижней части которой припаяна стеклянная головка.
Газ образуется при легком нагревании (если это необходимо) и затем поглощается каплей реагента, висящей на стеклянной головке пробки. Поскольку прибор закрыт, потерь газа не происходит и после некоторого выдерживания газ поглощается количественно. Вместо реагента на головке может удерживаться капля воды, в которой растворяется газ. В этом случае каплю раствора с растворившимся газом можно перенести на капельную пластинку или в микротигель, куда добавляется соответствующий реагент.
Так же существует приспособление, применяемое в тех случаях, когда необходимо идентифицировать один газ в присутствии других. В этом устройстве микропробирку закрывают маленькой стеклянной воронкой, на которую для адсорбции газа помещают реагентную бумагу. Такая реагентная бумага пропускает индифферентный газ и задерживает только тот, который требуется идентифицировать.
Другое используемое для этой цели приспособление состоит из микропробирки и неплотно надеваемой на нее стеклянной трубочки, оба конца которой оттянуты. Нижний конец наполняют подходящим реагентом примерно на 1 мм. В этом капилляре можно легко обнаружить любой окрашенный продукт, образующийся при взаимодействии газа с реагентом.