Работа с парами и разделение газов

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, некоторую 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.

Если для выделения газа требуется высокая температура или обугливание, можно использовать термостойкую стеклянную трубку, которую закрепляют в отверстии асбестовой пластинки. Открытый верхний конец трубки покрывают кусочком реагентной бумаги и сверху стеклянным колпачком.

Предварительное пропитывание бумаги для капельного анализа

Капельный анализ на бумаге не всегда состоит только в соединении капли анализируемого раствора с каплей раствора реагента. Иногда фильтровальную бумагу пропитывают соответствующим реагентом, затем ее сушат, после чего на нее наносят каплю анализируемого раствора. Эта методика предполагает, конечно, использование устойчивых реагентов и имеет то преимущество, что в таком случае не происходит взаимного разбавления анализируемого раствора и реагента. При этом происходит более четкая локализация и улучшается видимость результатов реакции в зоне пятна по сравнению с результатами, получающимися при слиянии двух капель.

Лучший результат получается, когда бумага пропитана труднорастворимым в воде реагентом, который остается полностью в зоне реакции при нанесении капли анализируемого раствора. Органические реагенты, слаборастворимые в воде, но хорошо растворимые в спирте и других органических растворителях, обладают этим преимуществом. С той же целью можно использовать труднорастворимые вещества, которые можно синтезировать в ходе некоторых реакций, осаждая их непосредственно на бумаге, в ее порах и капиллярах.

Капельная реакция на такой предварительно пропитанной бумаге обусловлена взаимодействием растворенного анализируемого вещества с нерастворимым реагентом. Такая методика неприемлема в макроанализе, поскольку твердое вещество обычно реагирует слишком медленно.

Локализация характерных продуктов реакции - не единственное преимущество применения реагентных бумаг, пропитанных нерастворимыми соединениями. Желательная во многих случаях высокая степень гомогенности и устойчивости достигается применением фильтровальной бумаги, пропитанной нерастворимыми соединениями, которые затем реагируют так же, как и растворимые вещества. Так невозможно приготовить достаточно устойчивую реагентную бумагу, пропитанную сульфидом щелочного металла: он быстро окисляется до сульфата и, кроме того, хорошо растворимые сульфиды щелочных металлов вымываются при нанесении капли водного раствора. Рассмотрим типичный пример - обнаружение железа при помощи капельной реакции на бумаге, пропитанной труднорастворимым белым цианоферратом (II) цинка. Анализ, проведенный по этой методике, оказывается много более чувствительным, чем, если бы на бумаге смешивали каплю растворов, содержащих железо (Ш) и цианоферрата (II) калия. Таким образом, когда есть возможность, лучше пропитывать бумагу труднорастворимым реагентом, чем легкорастворимым.