Мінералізація - хімічна енциклопедія

мінералізація

мінералізація органічних речовин в хімічному аналізі. розкладання орг. в-в і матеріалів на їх основі з метою виділення визначених елементів у вигляді стійких неорг. з`єднань (т. зв. аналіт. форм), зручних для аналізу відповідним методом. Мінералізації піддають індивідуальні орг. соед. прир. об`єкти тваринного і ростить. походження, складні композиції з орг. і неорг. складовими (напр. грунту), полімерні матеріали та ін.

Розрізняють фіз. і хім. способи мінералізації. Перші засновані на впливі високих т-р або на використанні елект. розрядів. До них відносять, напр. термічну мінералізацію (в т.ч. у присутності. каталізаторів), лазерний піроліз. розкладання ви-сокомол. з`єднань іскровим розрядом.

Наїб. широко застосовують хім. способи мінералізації, к-які засновані гл. обр. на окісліт.-відновить. р-ціях. При цьому реагентами служать окислювачі та відновники в будь-якому агрегатному стані. Зазвичай аналізований об`єкт піддають "сухому" або "мокрому" окисленню. Сухе окислення можна здійснити, напр. киснем повітря при нагр. у присутності. каталізаторів або без них (в трубці, тиглі, муфельній печі. калоріметріч. бомбу). Цей спосіб використовують при аналізі мн. прир. об`єктів (бітуми. смоли і ін.) для визначення в них таких елементів, як Н, В, С, N, S, Р, галогени і ін. Одним із способів сухий окислить. мінералізації є сплавом з окислювачами (наиб. часто використовують Na₂ O₂ ). Однак з отриманого продукту складно виділити окремі складові для послід. їх аналізу, що пов`язано з заважає взаємним впливом містяться в ньому в-в. Окислительную мінералізацію застосовують, зокрема, для визначення азоту в орг. соед. за методом Дюма. Як окислювачі використовують оксиди міді (II), нікелю. марганцю. ванадію. свинцю. кобальту (іноді з додаванням Про₂ ). У автоматичним. аналізатори суху окислить. Мінералізацію здійснюють газоподібним киснем або твердими окислювачами у присутності. каталізатора - елементи визначають хрому-графічною у вигляді СО₂. Н₂ О, N₂. SO₂ та ін.

Окислительную мінералізацію застосовують і в методах Шёнігера, в яких брало зразок розкладають в замкнутому посудині при високій т-рі. Відомі мн. модифікації цього способу розкладання. Так, іноді папір для навішування просочують розчином KNO₃. додають до навішування в-ва з високим вмістом кисню або вуглецю (сахароза. додеціловий спирт і ін.), вводять в поглине. р-р Н₂ Про₂. N₂ H₄. H₂ SO₄. N₂ H₄. H₂ O, Na₂ S₂ O₃ та ін. в-ва в залежності від особливостей визначається елемента і його аналіт. форми.

Високоефективним способом окислювальному мінералізації є розкладання зразків за допомогою "порушеної" кисню (кисневої плазми), к-рий отримують, пропускаючи газоподібний Про₂ під тиском 133-665 Па через високочастотне електричні. поле. Переваги такого способу мінералізації-швидкість розкладання, відсутність небезпеки забруднення проби матеріалом судини. селективність (орг. частина можна відокремити від неорг.), що важливо, зокрема, при аналізі грунтів. мінералів. медико-біол. зразків, об`єктів тваринного і ростить, походження, що містять одночасно орг. і неорг. складові. При мінералізації порушених киснем орг. частина і вода отгоняются (їх можна аналізувати окремо), а мн. елементи (Ag, As, Si, В, Be, Co, Cr, Mn, Мо, лужні, щел.-зем. метали та ін.) утворюють оксиди. Останні розчиняють в к-тах і визначають разл. аналіт. методами.

Мокрим окисленням (або мокрим спаленням) називають обробку зразка к-тами (сірчаної, азотної, хлорної, фосфорної, фтористоводородной або їх сумішами) у присутності. каталізаторів і без них. Іноді до к-там додають окислювачі. перманганати. дихромати. иодата і ін. Такий спосіб мінералізації використовують, напр. в методах Кьельдаля і Каріус, а також при аналізі багатоелементних композицій і індивідуальних елементоорг. соед. містять В, Si, Cr і ін. Недолік його полягає в тому, що отримується після окислення суміш в-в важко розділити.

Відновну мінералізацію застосовують значно рідше. Як відновники використовують гл. обр. водень. лужні метали. вуглець. аміак. металлоорг. з`єднання. При нагр. аналізованих соед. в струмі водню нек-риє елементи (напр. Cd, As, Hg, Zn) виділяються в своб. вигляді. Розроблено способи дистиляції (відгону) струмом водню Zn, Cd, Tl, In, Pb з послід. осадженням їх на охолодженій алюмінієвої пов-сті. При визначенні кисню в орг. в-вах для відновлювальної мінералізації останніх використовують Н₂ або NH₃ і кисень виділяється у вигляді Н₂ О (аналіт. Форма) - іноді зразок піддають піролізу в струмі інертного газу з послід. відновленням утворився СО₂ над нагрітою Графітізуючі. сажею до СО (аналіт. форма).

Повне відновлення воднем орг. соед. містять галогени. практично досягається тільки в присутності. невеликих добавок NH₃. що призводить до утворення галогенідів амонію. Можна здійснювати відновну мінералізація сплавом орг. в-в з металами (зокрема, з Na, К, Mg, Ca, Ti) при 400-900 ° С в запаяних трубках або автоклавах. Цей метод, ефективний при визначенні галогенів. S, N, P, Si, As, Sb, широкого поширення не отримав, проте нек-риє його варіанти використовують в польових умовах.

Для мінералізації застосовують також спільно окислить. і відновить. розкладання зразка. Прикладом може служити метод, в к-ром об`єкт піддають дії киснево-водневої суміші при високій т-рі (до 2000 ° С). При цьому мінералізація зразків незалежно від їх маси і складу відбувається досить повно і швидко. Таким способом можна міні- ралізованного поліфторір. термостійкі в-ва, а також матеріали, що містять P, As, Se, V, В, Hg, Pb, Cu, Zn та ін.

Високоефективним і перспективним варіантом відновної мінералізації є низькотемпературне полум`яне розкладання. Для отримання низькотемпературної (100-300 ° С) плазми застосовують генератори з вихідною частотою 5-100 МГц-тиск в системі підтримують в інтервалі 130-2000 Па. Як відновники використовують перш за все NH₃. а також Н₂ і СН₄. Так, за допомогою аміачної плазми визначали галогени (в т. Ч. F) в мате ріалах. трудноразлагаемих усіма відомими способами (напр. фторопласти. комплексні сполуки. металів групи платини). Застосування аміачної плазми з добавками Про₂ дозволяє минерализовать складні композиції. матеріали, що містять фториди металів.

===
Ісп. література для статті «Мінералізація». Терентьєв А. П. Органічний аналіз. М. 1966- Бок Р. Методи розкладання в аналітичній хімії. пер. з англ. М. 1984 Методи кількісного органічного елементного мікроаналізу, під ред. Н.е. 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. Володіна, В. В. Демидюк.