Obraz
0 (150)

Jedną z najprostszych metod przygotowania próbek jest ich rozpuszczenie w odpowiednim rozpuszczalniku, w którym można potem prowadzić oznaczenia. Najczęściej stosowanym rozpuszczalnikiem jest woda. Posiada ona dobrą polamość, co wykorzystuje się do rozpuszczania związków nieorganicznych i organicznych. Wszystkie metale, oprócz litowców, są nierozpuszczalne w wodzie. Niektóre, np. Ca, Mg, Be, Al i Mn, tworzą z wodą trudno rozpuszczalne wodorotlenki, chroniące metal przed dalszym rozpuszczaniem. Dlatego metale najczęściej rozpuszcza się kwasach nieorganicznych lub ich mieszaninach, które zebrano w tabeli 1.3.

Tabela 1.3. Najczęściej stosowane rozpuszczalniki kwasowe metali, wg [3]

Rozpuszczalnik	Metal
HC1	Al, Be, Co, Cr, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Sn, Th, ziemie rzadkie, Zn
hno3	Ag, As, Be, Bi, Cd, Co, Cu, Hg, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Th, U, V, ziemie rzadkie, Zn
H2S04	As, Be, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Ti, V, Zn
HCIO4	Cr, ziemie rzadkie
HQ + HNOj	As, Bi. Sb, Sn, W
HQ + HłO*	Cu
HF+HNO,	Nb. Ta, W
HNOi +	Sb
Hm + HaÓ4	W

Zestawione metody pozwalają na wydzielenie poszczególnych aktywnych form pierwiastków, co ma istotne znaczenie w przypadku rozdzielania metali ze stopów i rud.

13.1. Metody mineralizacji suchej (spopielanie)

Mineralizacja ta, w najprostszym przypadku, polega na ogrzewaniu i wyprażaniu substancji w powietrzu, w parownicach lub tyglach kwarcowych, platynowych bądź porcelanowych na palniku gazowym albo w piecu muflowym. Substancja organiczna ulega rozkładowi i zwęgla się, a otrzymany

w wyniku spopielania popiół rozpuszcza się w odpowiednim kwasie i oznacza składniki mineralne. Temperatura prażenia nie powinna przekraczać 500°C, aby uniknąć strat niektórych lotnych składników nieorganicznych.

Metoda ta, pomimo prostoty, w wielu przypadkach nie daje zadowalających rezultatów. Spowodowane jest to trudnością wypalenia węgla utworzonego w pierwszym etapie spalania. Aby zwiększyć wydajność procesu do próbki dodaje się (przed lub w trakcie spalania) różne czynniki utleniające, takie jak: kwas azotowy(V), siarkowy(VI), azotany(V): amonu, potasu, magnezu. Czynniki te przyspieszają mineralizację.

Celem zapobieżenia ulatniania się w toku suchej mineralizacji niektórych oznaczanych pierwiastków, wprowadza się „dodatki” wiążące je w nielotne i trwałe połączenia w temperaturze spalania. W przypadku oznaczania oło-wiu(ll), który łatwo ulega redukcji do metalu i jest stosunkowo lotny, aby zapobiec stratom dodaje się kwasu siarkowego(VT) lub fosforanu(V) triso-dowego, trwale wiążących jony ołowiu(II).

Proces stapiania próbek z odpowiednimi topnikami (związkami obniżającymi temperaturę topnienia mieszaniny) wyjaśnia teoria stapiania Bjerruma. Wprowadził on pojęcie zasady zdolnej do oddania pary elektronowej i anty-zasady (kwasu) zdolnej przyjąć parę elektronową. Dlatego np., w przypadku stapiania piasku z sodą przenośnikiem pary elektronowej do antyzasady SiC>2, jest jon tlenkowy O^2-, którego donorem jest jon węglanowy z topnika zasadowego. Substancje amfoteryczne natomiast, takie jak AI2O3, reagują zarówno jako akceptory, jak i donory par elektronowych i można je rozpuszczać w obu typach topników. Jest regułą, że próbki o charakterze kwa-

17