- •1. Предмет и значение аналитической химии. Связь с другими науками.
- •1.1. Определение.
- •1.2. Предмет и значение.
- •1.3. Теоретическая основа. Связь с другими науками.
- •2. Методы аналитической химии. Прикладные виды химического анализа.
- •3. Классификация качественного и количественного анализа.
- •3.1. Классификация качественного анализа.
- •4.2. Взятие навески.
- •4.3. Пробоподготовка.
- •5. Разложение (вскрытие) пробы: растворение, сплавление, спекание, специальные методы.
- •5.1. Растворение в жидкостях.
- •5.2. Сплавление.
- •5.3. Примеры практического применения сплавления.
- •5.4. Спекание.
- •5.5. Специальные методы. Термическое разложение.
- •5.6. Пирогидролиз.
- •11.2. Способы осуществления.
- •21. Общая характеристика титриметрического анализа (та). Понятие, терминология. Требования к реакциям, применяемым в та.
- •21.1. Общая характеристика.
- •21.2. Требования к реакциям, применяемым в та.
- •22. Основные приёмы титрования. Прямое, обратное, косвенное титрование. Примеры.
- •22.1. Прямое титрование.
- •22.2. Обратное титрование (титрование по остатку).
- •31.2. Термодинамическая и концентрационная константы равновесия реакции.
- •60.2. Условное произведение растворимости.
- •61. Растворение малорастворимого соединения: под действием кислот, комплексонообразователей, окислительно-восстановительных реакций.
- •61.1. Растворение малорастворимого соединения.
- •61.2. Растворение осадков под действием кислот.
- •61.3. Растворение осадков вследствие комплексообразования.
- •61.4. Растворение в результате овр.
- •69.2. Преимущества га.
- •69.3. Недостатки га.
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.