16. Растворение проб.

Для раствор-я тв тел их обрабатывают мин. кислотами при нагревании или без него. Нередко исп-т смесь кислот (серной, азотной, соляной и др). Часто в к-ты добавляют окислители (пероксид водорода, бром и др). Подбор растворителя упрощается, если основные компоненты пробы известны из предварительных данных. Например, при определении сурьмы, мышьяка, германия избегают обработки исходной пробы соляной кислотой и стремятся не нагревать солянокислые растворы. Если же нельзя обойтись без нагревания, то анализ проводят с помощью обратного холодильника, чтобы не допустить потерь в-ва за счет его улетучивания в хлоридах.

Растворение производят в хим стаканах и конических колбах. Если при этом образуется пена или возможно разбрызгивание, то примен-ся установки, обеспечивающие улавливание пены или капель р-ра. Нередко используют колбы или тигли с затворами, кот позволяют выпускать образовавшиеся газы и защищают реакционную смесь от контакта с воздухом.

Если растворение протекает при t выше t кипения растворителя, то применяются запаянные ампулы или автоклавы.

17. Сплавление пробы.

При разложении некот материалов, например силикатных изделий, разл горных пород и др для полного растворения пробы одной обработки растворителя бывает недостаточно. В этих случаях для вскрытия пробы применяют ее сплавление с различными в-вами, котор. нызыв. плавнями. Например, щелочные плавни, т.к.карбонаты, пероксиды, а так же применяют кислотные плавни, т.к. гидросульфаты. При сплавлении происходит разложение анализируемого в-ва, нередко сопровождающееся окислением компонентов пробы кислородом воздуха. Чтобы усилить окислительные действия плава в него вводят нитраты, хлораты и др. окисл-ли. В этом случае протекает процесс спекания. Для усиления вводят нитраты, хлориды и др окислители. Получаемый после спекания/сплавления продукт растворяется в воде или в разбавл-х мин кислотах.

18. Пиролиз пробы.

При анализе орган-х материалов, а также для устранения орган-ских примесей из неорган-х проб применяется процесс пиролиза, в кот под действием высокой t происходит расщепление большинства молекул с образованием продуктов малой молек массы. По конечным или промежуточным процессам пиролиза устанавливают хар-ки исходных соединений. Пиролиз осущ-ся вспец печах с отводом продуктов расщепления при помощи потока инертного газа.

19. Методы разделения и концентрирования проб.

Использование разделения и концентрирования позволяет увеличить селективность и чувствительность метода.

РАЗДЕЛЕНИЕ – операция, в которой компоненты исследуемой смеси отделяются друг от друга. КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ – увеличение конц-ции микрокомпонентов относительно осн компонентов пробы.

Способы разделения: хим-е, физ-е, физ-хим.

К хим. методам относ-ят методы образования нераств-х или малораств-х осадков с последующим отделением их от растворов.

К физ.: различные гидромеханические процессы разделения и массообменные процессы разделения. Гидромех-е процессы: процессы отстаивания, фильтрования, центрифугирования, раздел. в поле эл. сил и др. Массообмен-е: перегонка, ректификация, процессы абсорбции, адсорбции, сублимации.

К физ-хим. относ-ся экстракция, ионный обмен, хромотография и др.

Отстаивание – разделение неоднородных систем под действием силы тяжести.

2 осн. вида гидродинам. движения частиц в жидкости: ламинарный и турбулентный.

Экспериментально установлено, что ламинарный режим наблюдается при числах Рейнольдса < 2:

Re =

Свыше Re=500 наблюдается развитый турбулентный режим движения жидкости. Если Re > 2 и Re < 500, то движение частицы происходит в переходной области, причём коэффициент сопротивления для ламинарного режима равен: 𝛏 =

Если режим переходный: 𝛏 =

В развитом турбулентном режиме 𝛏 –> const.

Фильтрование – процесс разделения неоднородных систем, содержащих твёрдую фазу (суспензии и запыленные газы), с помощью пористых перегородок, способных пропускать жидкость или газ и задерживать твёрдые частицы.

Фаза – область вещества с одинаковым агрегатным состоянием и одинаковым качественным составом компонентов в любой её точке (количественный состав может меняться в пространстве и времени).

По агрегатному состоянию выделяют следующие неоднородные системы: суспензии, запыленный газ, пена, газокапельная система, эмульсия (многофазовая система).

Жид фаза, прошедшая пористую перегородку, - фильтрат, а тв. частицы,отложившиеся на перегородке,образуют слой осадка тв. частиц.

Центрифугирование. При нём разделяют суспензии и эмульсии в поле центробежных сил. При вращении суспензии (эмульсии) в барабане центрифуги на каждую частичку суспензии действует центробежная сила инерции.

При перегонке происходит взаимодействие жидкой фазы и паровой фазы, полученной при кипячении самой жидкости. При этом их жидкости в пар переходит низкокипящий компонент, а из пара в жидкость – высококипящий компонент. В промышленных условиях используют непростую перегонку, а ректификацию.

Ректификация – многоступенчатое взаимодействие жидкой и паровой фаз в ректифик. колоннах на ступенях контакта, каждая из которых аналогична одному перегон. кубу.

Жидкая фаза стекает вниз под действием силы тяжести и попадает в куб-испоритель, кипит. Образ. пары подним. вверх по колонне противотоком к жидкости. На контактных тарелках образуется поверхность взаимодействия фаз и происходит разделение компонентов по фазам. Теплота, кот. выдел-ся при конденсации, идёт на испарение низкокип-х компонентов. (Рисунок)

Разделение смесей методом жидкостной экстракции основано на различной растворимости компонентов смесей в двухфазной жидк. сист., в кот., например, 1 фаза – вода, а 2 – нераствор-й или частично раствор-й в ней органический растворитель. При этом целевой компонент переходит из родной фазы в другую через активную поверхность из раздела.

Хромотография она, как и экстракция основана на избирательном распределении вещества между жидкой фазой иногда газовой фазой и твёрдым пористым материалом.

В ионообменных методах тв поглотители, так называемые иониты, сорбируют ионы только одного знака заряда. В то время как ионы противополож знака или нейтральные молекулы не сорбируются.