Разложение органических веществ.

Анализу многих природных и технических веществ предшествует стадия так называемой минерализации, т. е. окисления органической составляющей до С0₂ и Н₂0. Для этой цели используют различные методы, чаще всего озоление, которое можно разделить на сухое и мокрое.

Сухое озоление. В ходе сухого озоления органическое вещество сгорает в муфельной печи при температуре примерно 400-700^оС.

Мокрое сожжение. В ходе мокрого сожжения органическое вещество окисляется под действием кислот-окислителей (азотной и серной кислот; азотной, хлорной и серной кислот).

3.Приготовление раствора для анализа

Полученный после разложения образца раствор можно ис­пользовать для анализа либо полностью, либо брать некоторую часть его.

Для этого раствор, полученный при растворении пробы, количественно переносят в мерную колбу, вместимость которой подбирают, исходя из конкретных условий эксперимента. Раствор в мерной колбе доводят до метки водой или рекомендуемым растворителем (обычно указано в прописи) и хорошо перемешивают.

Из приготовленного таким образом исходного раствора берут пипеткой определенную его часть (аликвоту) 1/5, 1/10, 1/20 и т. д. (также указывается в прописи). Взятую аликвоту переносят в по­суду, в которой затем проводят последующие операции, указан­ные в методике.

Наряду с анализом исследуемого раствора очень часто выпол­няют так называемый «холостой» опыт,, когда все стадии анали­за проводят без анализируемой пробы. При этом полученные дан­ные учитывают при расчете результата.

Переведение веществ в раствор

Растворение в кислотах.

 Многие металлы и сплавы, а также некоторые руды для проведения анализа растворяют в кислоте или смеси кислот. Лучшим растворителем для руд и многих металлов является соляная кислота. Растворение проводят в стакане или в конической колбе при нагревании на песочной бане или на электроплитке. Для уменьшения выпаривания кислоты стакан или колбу накрывают часовым стеклом. Если растворение продолжается долго и в колбе остается небольшое количество жидкости, то время от времени следует добавлять небольшими порциями кислоту или воду (в случае растворения в H2SO4).

Растворение следует считать законченным, когда нерастворимый остаток, образовавшийся на дне стакана или колбы, взмучивается при взбалтывании раствора и медленно оседает на дно. Нерастворимый остаток при растворении руд состоит главным образом из диоксида кремния (SiO2) серо-беловатого цвета. Остаток при растворении металлов и сплавов может быть темного или серого цвета (графит, карбиды, кремневая и вольфрамовая кислоты). Если в нерастворимом остатке имеются черные частицы, которые хрустят при надавливании стеклянной палочкой и не размельчаются, это указывает на то, что растворение еще не закончено.

Если черные частицы не исчезают при дальнейшем нагревании раствора в течение 20-30 мин, то его разбавляют равным объемом горячей воды, дают осадку отстояться и фильтруют через бумажный фильтр «белая лента». Осадок переводят на фильтр и промывают 5-6 раз, 3%-ным (по объему) горячим раствором кислоты, а затем 2-3 раза горячей водой. Влажный осадок с фильтром помещают в платиновый тигель, сушат на слабом пламени горелки, затем сжигают и озоляют фильтр. Прибавляют к остатку 3 г безводного карбоната натрия (или 3 г смеси Na2CO3 и K2CO3) и нагревают на горелке, постепенно усиливая нагревание, до расплавления содержимого тигля. При сплавлении диоксид кремния переводится в легкорастворимый силикат натрия:

  SiO ₂ + Na ₂ CO ₃ = Na ₂ SiO ₃ + CO ₂

Сплавление считается законченным, когда масса в тигле становится совершенно однородной, прозрачной и легкоподвижной. После сплавления тигель с массой охлаждают и помещают в стакан с 30-40 мл воды, закрывают стакан часовым стеклом и приливают небольшими порциями соляную кислоту по стенке стакана, слегка сдвинув стекло до прекращения выделения пузырьков диоксида углерода. Тигель вынимают стеклянной палочкой и обмывают. Раствор фильтруют (отделяя SiO2, который выделяется под действием кислоты) и присоединяют к основному раствору навески (см. выше).

Иногда навески руды (или сплава), содержащие много кремния, растворяют в смеси серной и фтористоводородной кислот. Навеску помещают в платиновую чашку (или тигель), смачивают несколькими каплями воды, приливают 3-5 мл концентрированной серной кислоты и 20-30 мл фтористоводородной кислоты. Нагревают на песочной бане до выделения густых белых паров. Если остались темные частицы, то добавляют еще фтористоводородной кислоты и повторяют нагревание до выделения белых паров. После разложения навески раствор в чашке охлаждают, разбавляют водой и снова выпаривают до выделения паров. Выпаривание повторяют еще 2-3 раза, затем полученный раствор сульфатов переводят в стеклянную посуду и проводят его анализ.

Иногда вместо смеси серной и фтористоводородной кислот применяют смесь азотной или соляной кислоты с фтористоводородной (растворение ведут в платиновой посуде).Применяют также смеси кислот: «царскую водку» - смесь 3 частей концентрированной HCl и 1 части концентрированной HNO3; «обратную царскую водку» - смесь 3 частей концентрированной HNO3 и 1 части концентрированной HCl; смесь трех кислот: азотной, серной и фосфорной при определении Mn в стадиях; смесь соляной, азотной и хлорной кислот при определении кремния в сталях и т.д. Выбор растворителя и способа переведения вещества в раствор зависит от схемы дальнейшего хода анализа и природы анализируемой пробы.