Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 курс / Химия / Ekzamen_po_analiticheskoy_khimii.docx
Скачиваний:
31
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
3.86 Mб
Скачать

5.2. Сплавление.

Сплавление протекает при высокой температуре и является энергичным способом воздействия на структуру анализируемого материала.

Сплавление не должно вести к получению только растворимых в воде продуктов, в результате такой обработки образуется также нерастворимые в воде соединения, которые обычно легко растворяются в кислотах. Следовательно, при сплавлении одновременно с разложением пробы можно осуществлять разделение некоторых элементов.

Сплавление проводят в тиглях, с использованием горелок и муфельных печей.

Для сплавления нельзя применять такие реагенты, при действии которых может улетучиться определяемый компонент, а также такие реагенты, которые могут помешать дальнейшему анализу.

В качестве плавней обычно применяют соединения щелочных металлов:

А) щелочные плавни (карбонаты, бораты, гидроксиды, пероксиды щелочных металлов);

Б) кислые плавни (бисульфаты, пиросульфаты щелочных металлов).

При сплавлении могут происходить процессы окисления и восстановления. Так, при сплавлении пробы с щелочным плавнем на воздухе некоторые элементы приобретают более высокую степень окисления.

Окисляющее действие может быть усилено введением в состав плавней нитрата калия.

Если же в состав щелочных плавней Na2CO3 или K2CO3 ввести элементную серу, то такая композиция будет проявлять уже не восстановительные, а окислительные свойства.

Окисляющее действие кислых плавней значительно слабее или же вовсе не проявляется. При выборе плавня следует руководствоваться следующим правилом: вещества, имеющие кислотные свойства, следует сплавлять с щелочным плавнем, а имеющие основные свойства, сплавлять с кислыми плавнями.

Для разложения веществ, являющихся окислителями, разложение ведут в восстановительных условиях; и наоборот, для веществ, являющихся восстановителями, разложение ведут в окислительных условиях.

Количество применяемого плавня зависит от его природы и может быть в 5-40- кратном избытке по отношению к навеске пробы. В столь же широком интервале колеблются температура и время сплавления. Температура может составлять 400-1200 градусов Цельсия, а время от нескольких минут до нескольких часов.

При сплавлении в фарфоровом или кварцевом тигле щелочными плавнями значительное количество алюминия или кремния из материала тигля перейдёт в плав, что делает совершенно невозможным определение этих элементов в пробе.

Неправильный выбор тигля влечёт за собой повышение его износа или полное разрушение, что может иметь место при сплавлении материала в платиновом тигле с едкими щелочами, Na2O2 и цианидами. Платина незначительно разрушается при сплавлении с карбонатами калия и натрия. Несколько больше при сплавлении с бисульфатами. Для сплавления с щелочами очень удобны серебряные и никелевые тигли. Если не нужно определять железо в пробе, то щелочное сплавление можно проводить в более доступных железных тиглях.

5.3. Примеры практического применения сплавления.

1. Сплавление с щелочными плавнями. Для это применяют Na2CO3 с температурой плавления 850 градусов Цельсия. Если нужно понизить температуру, то применяют смесь K2CO3+Na2CO3 (1:1) с температурой плавления 500 градусов Цельсия.

Эту смесь используют для разложения силикатов амфотерных оксидов, сульфатов и фосфатов. Сплавление проводят в течение 15-20 минут, при температуре 1100 градусов Цельсия в платиновом или никелевом тигле, количество плавня: 5-10-кратный избыток.

SiO2+Na2CO3  Na2SiO3+CO2

Плав выщелачивают в воде или в HCl.

2. Сплавление с кислыми плавнями. Сплавление проводят в основном с пиросульфатами, чем с гидросульфатами. Основное действующее вещество кислых плавней – серный ангидрид, обладающий значительной реакционной способностью на стадии выделения:

K2S2O7  K2SO4+SO3

Пиросульфаты особенно пригодны для переведения в сульфаты трудно растворимых оксидов железа, молибдена, хрома, титана, ниобия и редкоземельных элементов:

TiO2+SO3  Ti(SO4)2

(Температура 400-500 градусов Цельсия, 10-кратный избыток плавня, платиновый или фарфоровый тигель).

Эффективность кислых плавней можно регулировать, используя в качестве плавня смесь пиросульфата с другими солями щелочных металлов.

А) Смесь пиросульфата и карбоната для вольфрамовых руд.

Б) пиросульфат + бура для титановых руд.

В) пиросульфат + фторид для хромовых руд.