ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МИНЕРАЛИЗАЦИЯ органических веществ в химическом анализе, разложение орг. в-в и материалов на их основе с целью выделения определяемых элементов в виде устойчивых неорг. соединений (т. наз. аналит. форм), удобных для анализа подходящим методом. М. подвергают индивидуальные орг. соед., прир. объекты животного и растит. происхождения, сложные композиции с орг. и неорг. составляющими (напр., почвы), полимерные материалы и др.

Различают физ. и хим. способы М. Первые основаны на воздействии высоких т-р или на использовании электрич. разрядов. К ним относят, напр., термическую М. (в т.ч. в присут. катализаторов), лазерный пиролиз, разложение вы-сокомол. соединений искровым разрядом.

Наиб. широко применяют хим. способы М., к-рые основаны гл. обр. на окислит.-восстановит. р-циях. При этом реагентами служат окислители и восстановители в любом агрегатном состоянии. Обычно анализируемый объект подвергают "сухому" или "мокрому" окислению. Сухое окисление можно осуществить, напр., кислородом воздуха при нагр. в присут. катализаторов или без них (в трубке, тигле, муфельной печи, калориметрич. бомбе). Этот способ используют при анализе мн. прир. объектов (битумы, смолы и др.) для определения в них таких элементов, как Н, В, С, N, S, Р, галогены и др. Одним из способов сухой окислит. М. является сплавление с окислителями (наиб. часто используют Na2O2). Однако из полученного продукта сложно выделить отдельные составляющие для послед. их анализа, что связано с мешающим взаимным влиянием содержащихся в нем в-в. Окислительную М. применяют, в частности, для определения азота в орг. соед. по методу Дюма. В качестве окислителей используют оксиды меди(II), никеля, марганца, ванадия, свинца, кобальта (иногда с добавлением О2). В автоматич. анализаторах сухую окислит. М. осуществляют газообразным кислородом или твердыми окислителями в присут. катализатора; элементы определяют хрома-тографически в виде СО2, Н2О, N2, SO2 и др.

Окислительную М. применяют и в методах Шёнигера, в к-рых образец разлагают в замкнутом сосуде при высокой т-ре. Известны мн. модификации этого способа разложения. Так, иногда бумагу для навески пропитывают р-ром KNO3, добавляют к навеске в-ва с высоким содержанием кислорода или углерода (сахароза, додециловый спирт и др.), вводят в поглотит. р-р Н2О2, N2H4.H2SO4, N2H4.H2O, Na2S2O3 и др. в-ва в зависимости от особенностей определяемого элемента и его аналит. формы.

Высокоэффективным способом окислительной М. является разложение образцов с помощью "возбужденного" кислорода (кислородной плазмы), к-рый получают, пропуская газообразный О2 под давлением 133-665 Па через высокочастотное электрич. поле. Достоинства такого способа М.-быстрота разложения, отсутствие опасности загрязнения пробы материалом сосуда, селективность (орг. часть можно отделить от неорг.), что важно, в частности, при анализе почв. минералов, медико-биол. образцов, объектов животного и растит, происхождения, содержащих одновременно орг. и неорг. составляющие. При М. возбужденным кислородом орг. часть и вода отгоняются (их можно анализировать отдельно), а мн. элементы (Ag, As, Si, В, Be, Co, Cr, Mn, Мо, щелочные, щел.-зем. металлы и др.) образуют оксиды. Последние растворяют в к-тах и определяют разл. аналит. методами.

Мокрым окислением (или мокрым сожжением) называют обработку образца к-тами (серной, азотной, хлорной, фосфорной, фтористоводородной или их смесями) в присут. катализаторов и без них. Иногда к к-там добавляют окислители: перманганаты, дихроматы, иодаты и др. Такой способ М. используют, напр., в методах Кьельдаля и Кариуса, а также при анализе многоэлементных композиций и индивидуальных элементоорг. соед., содержащих В, Si, Cr и др. Недостаток его состоит в том, что получаемую после окисления смесь в-в трудно разделить.

Восстановительную М. применяют значительно реже. В качестве восстановителей используют гл. обр. водород, щелочные металлы, углерод, аммиак, металлоорг. соединения. При нагр. анализируемых соед. в токе водорода нек-рые элементы (напр., Cd, As, Hg, Zn) выделяются в своб. виде. Разработаны способы дистилляции (отгонки) током водорода Zn, Cd, Tl, In, Pb с послед. осаждением их на охлажденной алюминиевой пов-сти. При определении кислорода в орг. в-вах для восстановительной М. последних используют Н2 или NH3 и кислород выделяется в виде Н2О (аналит. форма); иногда образец подвергают пиролизу в токе инертного газа с послед. восстановлением образовавшегося СО2 над нагретой графитизир. сажей до СО (аналит. форма).

Полное восстановление водородом орг. соед., содержащих галогены, практически достигается только в присут. небольших добавок NH3, что приводит к образованию галогенидов аммония. Можно осуществлять восстановительную М. сплавлением орг. в-в с металлами (в частности, с Na, К, Mg, Ca, Ti) при 400-900 °С в запаянных трубках или автоклавах. Этот метод, эффективный при определении галогенов, S, N, P, Si, As, Sb, широкого распространения не получил, однако нек-рые его варианты используют в полевых условиях.

Для М. применяют также совместно окислит. и восстановит. разложение образца. Примером может служить метод, в к-ром объект подвергают действию кислородно-водородной смеси при высокой т-ре (до 2000 °С). При этом М. образцов независимо от их массы и состава происходит достаточно полно и быстро. Таким способом можно мине- рализовать полифторир. термостойкие в-ва, а также материалы, содержащие P, As, Se, V, В, Hg, Pb, Cu, Zn и др.

Высокоэффективным и перспективным вариантом восстановительной М. является низкотемпературное плазменное разложение. Для получения низкотемпературной (100-300 °С) плазмы применяют генераторы с выходной частотой 5-100 МГц; давление в системе поддерживают в интервале 130-2000 Па. В качестве восстановителей используют прежде всего NH3, а также Н2 и СН4. Так, с помощью аммиачной плазмы определяли галогены (в т. ч. F) в материалах, трудноразлагаемых всеми известными способами (напр., фторопласты, комплексные соед. металлов группы платины). Применение аммиачной плазмы с добавками О2 позволяет минерализовать сложные композиц. материалы, содержащие фториды металлов.


===
Исп. литература для статьи «МИНЕРАЛИЗАЦИЯ»:
Терентьев А. П., Органический анализ, М., 1966; Бок Р., Методы разложения в аналитической химии, пер. с англ., М., 1984; Методы количественного органического элементного микроанализа, под ред. Н.Э. Гельман, М., 1987; Techniques and applications of plasma chemistry, ed. by J.R. Hollahan, A.T. Bell, N.Y.-[a.o.], 1974, p. 229-53.

М. А. Володина, В. В. Демидюк.

Страница «МИНЕРАЛИЗАЦИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков