ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные методы химического анализа из "Репортаж из мира сплавов (Библ, Квант 71) " Этот метод был систематизирован в конце XVIII века в работах шведского химика Торберна Бергмана. В них предлагалось переводить исследуемое вещество в растворенное состояние, а затем проводить избирательное осаждение разных компонентов с помощью характерных для них реактивов. В частности, Бергман подробно описал методы определения большинства известных тогда металлов — золота, серебра, платины, ртути, свинца, меди, железа, олова, висмута, никеля, кобальта, цинка, сурьмы и марганца. [c.15] За два века методы мокрой химии серьезно усовершенствовались. Они широко применяются сегодня и позволяют не только установить, какие элементы присутствуют в образце (качественный анализ), но и определить концентрацию (относительное количество) каждого из них (количественный анализ). Для этого достаточно взвесить выделенный с помощью реактива осадок и, зная его химическую формулу, найти массу интересующего нас элемента. [c.15] Бунзен прекрасно понял значение своего открытия. Его можно было использовать для определения элементов, присутствовавших в образце. Практический путь реализации проекта был, однако, не ясен. Ведь если образец состоит из нескольких компонентов, то цвет у пламени получается сложный всех нюансов не различишь. Нужна была еще одна идея, чтобы открытие смогло заявить о себе во весь голос . Ее подал и реализовал знаменитый немецкий физик Густав Кирхгоф, с которым Бунзена связывала многолетняя дружба. [c.16] Вспомните, как призма разлагает солнечный свет на спектр. Именно это и предложил использовать Кирхгоф. Вместо самого пламени следовало рассматривать его спектр, где каждому цвету была отведена своя отдельная территория . Все оттенки пламени оказывались разделенными и наблюдались без малейших усилий. Более того, Кирхгоф из подручных средств самостоятельно сконструировал прибор — спектроскоп, который позволял разложить пламя на составные части и наблюдать их. [c.16] Спектр каждого элемента состоял из специфически расположенных линий разного цвета. Например, для натрия самыми характерными были две яркие жел тые линии (см. рисунок на второй странице облож-Ки), которые Кирхгоф быстро заметил в свой при-бор. Они появлялись всегда, в каком бы виде ни сжигался натрий. Спектры двух различных элементов спутать было невозможно (в качестве иллюстрации йа рисунке приведен еще спектр меди). Поэтому для определения химического состава оставалось только затабулировать длины волн (или по крайней мере цвета и характерное расположение) основных линий спектра всех известных элементов, с которыми впоследствии следовало сравнивать спектр исследуемого образца. [c.16] Таковы основные итоги работы, выполненной Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом в 1859—1861 годах. И в это же время произошло первое открытие элемента с помощью спектрального анализа. Им оказался новый металл — цезий. [c.17] В 1860 году в лабораторию Бунзена обратились врачи. Они прислали на анализ минеральную воду из знаменитых шварцвальдских источников и просили определить ее состав. В нем, по их мнению, крылись секреты целебности. Бунзен выпарил воду, а то, что осталось, сжег в пламени горелки. В спектре быстро стали различимы характерные линии натрия, калия, кальция, лития... Но две голубые линии не удавалось приписать ни одному из известных элементов. Значит, открыт новый элемент. Он получил название цезий , в переводе с латинского — небесно-голубой. [c.17] Цезий присутствовал в минеральной воде в очень малых количествах. Впоследствии, чтобы получить несколько граммов нового металла, Бунзену пришлось выпарить 40 тонн( ) воды. И тем не менее задача анализа оказалась по плечу новому методу. Таким было начало. А всего за период с 1861 по 1923 годы методом спектрального анализа были открыты 25 новых элементов. [c.17] Технически спектральный анализ проводится по-разному, но всегда предусматривается осуществление двух важнейших этапов — возбуждения спектра и его регистрации. В опытах Бунзена спектр возбуждался пламенем горелки. Но существуют и совершенно другие пути — бомбардировка электронами, облучение и т. д. И совсем необязательно регистрировать видимую часть спектра. Допустимо пользоваться любым другим диапазоном длин волн — ультрафиолетовым, инфракрасным и т. д. Лишь бы имелась возможность зафиксировать спектр и сравнить его с табличными данными. [c.18] Количественный спектральный анализ основан на простой закономерности чем больше в образце атомов данного элемента, тем интенсивнее проявляются его линии. А интенсивность можно измерить, например, по степени почернения фоточувствительной пластинки. Необходимым условием количественного анализа является знание зависимости интенсивности от концентрации. Ее строят, пользуясь эталонами, т. е. образцами с заранее известной концентрацией анализируемого элемента. Колоссальным преимуществом спектрального анализа является быстрота его проведения. На современных компьютеризованных установках определение состава образца —буквально минутное дело. [c.19] На практике очень часто применяют комбинацию разных методов. Наиример, сначала проводят качественный спектральный анализ и устанавливают, какие элементы присутствуют в образце, а уж затем обращаются к мокрой химии . [c.19] Помимо упомянутых нами существует множество других методов анализа. К какому пз них прибегнуть, зависит от объекта исследования и имеющегося в наличии оборудования. [c.19] Вернуться к основной статье