Отгонка после химических превращений

Этот метод концентрирования основан на переводе нелетучих форм микро- или макроколичеств элементов или органических соединений в легколетучие производные в результате химических реакций и последующей их отгонке. Метод используют как для удаления матрицы, так и для выделения микрокомпонентов.

Отгонка неорганических соединений с предварительным химическим превращением. Это весьма распространенный метод концентрирования, который часто применяют при анализе различных образцов. Так, например кремний часто отгоняют в виде тетрафторида, серу – в форме оксидов и сероводорода, германий, сурьму и ряд других элементов – в виде хлоридов или других галогенидов. Для перевода макро- или микроэлементов в летучие соединения применяют F₂, Cl₂, Br₂, HCl, HF, HBr, CCl₄ и другие реагенты.

Большое распространение получил метод испарения ртути после ее восстановления до элементарной – метод холодного пара. Анализируемая проба помещается в сосуд-реактор, куда дозируется реагент- восстановитель (SnCl₂), в результате реакции образуются пары ртути, которые затем поступают в атомизатор атомно-абсорбционного прибора. На основе этого подхода разработано большое число модификаций газоанализаторов ртути. Таким образом, определяют валовое содержание ртути в водах, биоматериалов животного и растительного происхождения, пищевых продуктов и других объектах.

Важнейшим способом концентрирования As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn и Te перед их последующим атомно-эмиссионным или атомно-абсорбционным определением является отгонка в виде гидридов или метод генерации гидридов. Процедура концентрирования и последующего определения при генерации гидридов сводится к следующему: пробу переводят в растворенную форму, добавляют восстановитель, чаще всего тетрагидроборат натрия (NaBH₄), выделившийся гидрид с потоком инертного газа вводят в источник возбуждения или атомизации. В последнее время гидриды получают в генераторах, являющихся частью автоматизированных систем для определения элементов методами АЭС-ИСП или ААС.

Сухая и мокрая минерализация. Органические соединения обычно разлагают (минерализуют) при помощи окислительных методов: сухим или мокрым озолением. При сухом озолении анализируемое вещество нагревают на воздухе или в токе кислорода (например, в стеклянной или кварцевой трубке), а также в закрытом сосуде (кислородная бомба). Обычно сухое озоление проводят при умеренных температурах (400 – 500 °С); вещество помещают в холодную муфельную печь или иной нагреватель и постепенно повышают температуру до заданной. По мере сгорания пробы ряд интересующих элементов (углерод, водород, азот, кислород, галогены, сера) превращается в газообразные продукты. Продукты сжигания поглощают подходящим поглотителем и затем анализируют тем или иным методом (часто простым взвешиванием), в том числе в автоматическом режиме, используя газоанализаторы. В твердом остатке после его растворения определяют нелетучие компоненты. Метод сухого озоления отличает простота и отсутствие реактивов. К недостаткам метода можно отнести частичную или полную потерю летучих форм микрокомпонентов, их унос в виде образующихся аэрозолей, вспенивание и разбрызгивание пробы, трудность последующего растворения остатка.

При мокром озолении потери легколетучих микрокомпонентов обычно меньше, но оно требует применения реактивов, что способствует внесению загрязняющих веществ. При мокром озолении в качестве окислителей применяют концентрированные кислоты и их смеси (H₂S0₄, НС10₄, HN0₃), пероксид водорода, KMnO₄ в кислой и щелочной средах.

Сухое и мокрое озоление проб сложного состава, требуют больших затрат времени. Альтернативой классическим методикам минерализации, которые проводят при атмосферном давлении, могут служить способы автоклавного вскрытия проб, в том числе и в микроволновом поле, обеспечивающие максимальную эффективность минерализации, перевод тяжелых металлов в форму гидратированных ионов, исключение потерь легколетучих компонентов. Принцип метода разрушения органических веществ в СВЧ-минерализаторах ("Минотавр") основан на окислительном воздействии смеси азотной кислоты и пероксида водорода внутри замкнутого пространства автоклава при высоком давлении и температуре.