Сплавление и спекание.

Сплавление. Сплавление как метод разложения пробы сухим способом чаще используют при анализе неорганических веществ.  При сплавлении тонко измельченный образец перемешивают с 8—10-кратным избытком реагента (плавня) и нагревают (300—10000C) до получения прозрачного плава. Время плавления определяют опытным путем. После охлаждения застывшую массу растворяют в воде или кислотах.  При сплавлении используют щелочные, кислые, окислительные плавни. В качестве щелочных плавней часто применяют карбонаты, гидроксиды, бораты щелочных металлов и их смеси. При обработке щелочным плавнем металлические компоненты превращаются в растворимые в кислотах оксиды и соли, неметаллические — в растворимые соли щелочных металлов. Из плавней, обладающих кислыми свойствами, чаще используют пиросульфат калия, гидросульфат калия и B2Og. При этом в плаве образуются сульфаты и бораты соответствующих металлов.  В качестве окислительных плавней используют щелочные плавни (Na2COg, Na2B4O?, NaOH и др.) с добавкой окисляющих веществ (KNO3, NaNO3, КСЮз и др.). Наиболее активный окислительный плавень — пероксид натрия Na2O2

Спекание — это взаимодействие веществ при повышенной температуре в твердой фазе.  Прокаливание пробы с подходящим твердым реагентом не всегда сопровождается образованием расплава; в отдельных случаях смесь не расплавляется, а только спекается. Спекание — сложный, полностью не изученный процесс. Предполагается, что спекание основано на высоком химическом сродстве компонентов пробы к введенным реагентам, диффузии и реакциях обмена.  В отдельных случаях спекание позволяет провести разложение пробы быстрее и проще, способствует уменьшению загрязнений, поскольку при этом часто используют меньший (двух- или четырехкратный) избыток реагентов и менее высокие температуры.  Спекание проводят обычно со смесью карбонатов щелочных металлов и оксидов магния, кальция или цинка. Рекомендуется использовать спекание при разложении проб силикатов, сульфидов, оксидов металлов.  Так, при разложении силикатов с целью определения в них щелочных металлов проводят спекание пробы со смесью CaCOs и NH4C1 в соотношении 8:1 (метод Лоуренса—Смита). Сначала при слабом нагревании хлорид аммония сублимируется и диссоциирует с образованием аммиака и хлорида водорода, последний взаимодействует с CaCO3 с образованием мелких частиц CaCl2.  При повышении температуры до 1000—1100° С медленно выделяется CO2, а смесь CaO и CaCl2 взаимодействует с пробой, образуя силикат кальция и хлориды щелочных металлов.

Билет №4

Подготовка проб к анализу в лаборатории

Развитие технологий экоаналитического контроля объектов окружающей среды в настоящее время идет двумя путями: разработка максимально селективных и чувствительных методов определения индивидуальных веществ или сочетание методов предварительной пробоподготовки (разделения и концентрирования) с неселективными методами определения в “комбинированных” методах анализа. Следует заметить, что применение таких комбинированных методов анализа часто позволяет получать необходимый результат, отвечающий всем метрологическим требованиям, более быстро и с меньшими материальными затратами, чем при использовании уникального и весьма дорогого оборудования.

Задачами пробоподготовки, как правило, являются: гомогенизация, обогащение пробы (концентрирование), удаление мешающих примесей.

Гомогенизация проб особенно важна для твердых (сыпучих) образцов проб и реже жидких. Она обеспечивает воспроизводимость анализа и во многом технически облегчает количественный анализ.

Гомогенизацию твердых образцов, как правило, осуществляют путем размола, дробления, измельчения, смешения и т.п. Аналогичные операции применяют для подготовки проб к растворению или химической обработке (модификации), поскольку уменьшение размеров частиц сопровождается увеличением их поверхности и, соответственно, повышением скорости взаимодействия с реагентами.