Капельный анализ

Министерствообразования и науки РФ
Федеральное агентствопо образованию
ГОУ ВПО «Пермскийгосударственный университет»
Химическийфакультет
Курсовая работапо аналитической химии
КАПЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Выполнила: студентка
II курса 2 группы
химического факультета
Пермь
2010

Содержание
Введение
1.История открытия
2.Особенности капельного метода
3.Оборудование
4.Отбор проб
5.Основная обработка
6.Работа с парами и разделение газов
7. Предварительноепропитывание бумаги для капельного анализа
8. Приготовлениереагентной бумаги
9.Техника выполнения
Заключение
Списоклитературы
Приложение

Введение
В современнойаналитической химии наиболее приемлемыми являются методы для выполнения,которых не требуется сложной аппаратуры и дефицитных затрат реактивов. Так жеважным фактором является возможности применения методов не только в специальнооборудованных лабораториях, но и на производстве у различных агрегатов, наскладах или в полевых условиях. Немаловажную роль играет и дешевизна аппаратурыи реагентов.
Всем перечисленнымтребованиям удовлетворяет метод, позволяющий работать с малыми количествамивещества. Однако не всякий метод может быть широко применен в производственныхусловиях. К примеру, при работе с микрокристаллоскопическим методом требуетсяприменение микроскопа, тщательная подготовка испытываемого вещества, очисткареактивов, что почти всегда отнимает большое количество времени.
Многолетний опытпоказал, что для контроля производства (что является основной задачейхимического анализа в промышленности) вполне приемлем капельный метод. Внастоящее время принято называть капельными реакциями или точнее капельнымметодом тот химический анализ, в котором, по крайней мере, один компонентреакции – обычно определяемое или идентифицируемое вещество – применяют в видекапли раствора. Методика выполнения капельного анализа заключается в нанесениикапель испытуемого раствора и раствора реагента на поверхность пористыхвеществ. Капельный метод нашел применение в таких сферах, как качественный илиполуколичественный анализ материалов в полевых условия (например, минералов ируд в геологических партиях), быстрый контроль химических процессов(металлургия), переработка минерального сырья и во многих других.

1. История открытия
Капельный метод анализаначал использоваться довольно давно. Трудно установить, кто первый использовалкапельные реакции для аналитических целей. По-видимому, наиболее ранний пример былопубликован Ф.Рунге в 1834 году: для обнаружения свободного хлора он применилбумагу, пропитанную иодидом калия и крахмалом. В 1859 году Шифф применилфильтровальную бумагу, пропитанную карбонатом серебра, для обнаружения мочевойкислоты в моче. Капля пробы давала коричневое пятно свободного серебра.Вероятно, это было первое точное описание методики капельного анализа, потомучто высокая чувствительность реакции была установлена путем анализа сериипоследовательно разбавленных растворов мочевой кислоты (в настоящее времячувствительность реакции устанавливается именно таким путем). Работа Шёнбейнаявилась фундаментальным исследованием в области капельного анализа. Авторпоказал, что, когда фронт водного раствора продвигается по полоскефильтровальной бумаги, вода предшествует растворенному веществу и относительноерасстояние продвижения отдельных растворенных компонентов может различаться дотакой степени, что становится возможным их обнаружение в разных зонах. Этинаблюдения дали толчок классическим исследованиям Фр. Гоппельсрёдера, которыеон описал в книге «Капельный анализ», опубликованной в 1910 году. Онпровел детальное изучение капиллярного всасывания и капиллярного распределениярастворов в фильтровальной бумаге и оценил возможности аналитическогоиспользования этих эффектов. Дальнейшие исследования в этом направлении былипроведены в 1917-1921 годах Файглем и Стерном для растворов солейсульфидно-аммиачной группы, что явилось основой дальнейшего развития капельногоанализа. В 1920 году советским ученым Николаем Александровичем Тананаевым былпредложен капельный метод анализа.

2. Особенности анализакапельным методом
Капельный метод, как илюбой аналитический метод анализа, имеет ряд особенностей. Основные особенностиможно сформулировать следующим образом:
1. Реакциихарактерны, отчетливы и чувствительны.
2. Временидля анализа капельным методом затрачивается в 3 – 10 раз меньше, чем дляанализа пробирочным методом. Каждая дробная реакцияотнимает в среднем 1 – 2 минуты.
3. Аппаратуракапельного метода проста: капиллярные трубочки, полоски фильтровальной бумаги.
4. Необычайномал расход веществ. При капельном методе расходуется реактивов в десятки разменьше, чем при пробирочном анализе. Это обстоятельство позволяет применятьвысокого качества, дорогостоящие и поэтому редко применяемые реактивы.
5. Малаяемкость ассортимента посуды при капельном методе позволяет использовать его впоходных лабораториях.
6. Капельныйметод анализа проводится без применения сероводорода.
7. Возможностьвыполнения анализа в широко варьируемых условиях(pH,маскирующие комплексообразователи и другие)
3. Оборудование
В капельном анализеприменяются следующие приборы:
· Капиллярные трубочки.
Капиллярные трубочкиили просто капилляры служат для отбора проб растворов, подлежащих анализу. Онипредставляют собой стеклянные трубочки диаметром около 2-3 мм, один конецкоторых оттянут в тонкий капилляр. Капиллярное отверстие делается разныхдиаметров, чтобы можно было брать капли объемом от 0.001 до 0.005 мл. Приопускании капиллярной трубочки в жидкость, она, вследствие капиллярных сил, поднимаетсякверху на определенную высоту, зависящую от диаметра капилляра. При соприкосновениикончика капилляра с фильтровальной бумагой жидкость, находящаяся в капилляре,стекает, образуя влажное пятно. Диаметр пятен, наносимых на фильтровальнуюбумагу, может колебаться от 1 до 4 мм.
Если нужно поместитькаплю на часовое стекло или на фарфоровую пластинку, жидкость из капиллярнойтрубочки осторожно выдувают ртом.
В капельном анализебольшое значение имеют капиллярные трубочки для фильтрования. Для ихизготовления нужно брать толстостенные стеклянные трубки диаметром 4-5 мм.Оттянутый в капилляр кончик должен быть по возможности прочным и совершенноровным, без зазубрин.
В случае необходимостиналожения капель одна на другую или в случае промывания осадков на бумагеприменяют капилляры малой емкости, вмещающие 0,03-0,05 мл жидкости. Дляприготовления таких капилляров кусок стеклянной трубки размягчают над горелкойи вытягивают в длинную нить. Наиболее ровную часть нити вырезают, один конецкапилляра расширяют. Это дает возможность легко брать капилляр с плоскойповерхности.
Капилляры сохраняют вцилиндре, на дно которого кладут кусочки фильтровальной бумаги.
В капельном анализеобъемы взятых для проведения реакции растворов измеряют при помощи микропипетокемкостью 0,1 мл с делениями на 0,001 мл. По шкале такой пипетки определяютобъем вытекшей и впитавшейся в бумагу жидкости.
· Палочки для перемешивания.
При проведенииосаждения в капле раствора для перемешивания осадка использую стекляннуюпалочку с оттянутым кончиком.Для перемешивания наиболее пригодна стекляннаяпалочка длинной 60-100 мм и диаметром около 4 мм.
· Часовые стекла.
Многие реакции,сопровождающиеся образованием осадка, проводят на часовых стеклах. Для болеебыстрого выделения и свертывания осадка иногда необходимо легкое нагревание,поэтому использование тонких часовых стекол предпочтительнее.
Диаметр часовых стеколможет колебаться от 20 до 50 мм в зависимости от проводимой операции.
Часовые стекла темлучше, чем больше их вогнутость. Часовые стекла применяются в тех случаях,когда в ходе реакции получаются осадки белого цвета.
При выпаривании ипрокаливани (например, для удаления аммонийных солей) используют фарфоровыепластинки, имеющие форму часовых стекол.
· Капельные пробирки.
Такие пробиркипредставляют собой толстостенные маленькие пробирки емкостью 3-5 мл. В самомверху пробирка имеет небольшую перетяжку, которая предохраняет от возможныхпотерь раствора во время кипячения, а также от выливания раствора при случайномпадении пробирки.
· Капиллярные склянки.
Реактивы нужно хранитьв небольших склянках емкостью от 5 до 10 мл, с притетыми пустотелыми пробками,снабженными капиллярами, имеющими отверстие в верхней части.
Так же удобны дляработы склянки, снабженные резиновыми пробками.
· Фильтровальная бумага
Почти все цветныереакции проводятся на фильтровальной бумаге путем последовательного наложениякапель друг на друга. Капли должны быстро впитываться, не расплываясь; впротивном случае чувствительность реакции сильно понижается. Поэтому бумагадолжна быть рыхлой и относительно толстой.
При рассмотрении впроходящем свете цветного пятна или кольца толстой бумаге значительувеличивается резкость контуров и густота окрасок.
Вполне пригодными длякапельных реакций обыкновенные беззольные фильтры.
В тех случаях, когдатребуется толстая бумага ( для осаждения, фильтрования и промывания), можнолисток фильтровальной бумаги сложить несколько раз.
Бумага предварительнодолжна быть испытана на присутсвие в ней иона Fe+++,для чего на фильтровальную бумагу наносят каплю раствора роданида аммония, азптем каплю соляной кислоты. В результате не должно быть красно-бурого пятна.
Для капельных реакцииудобно использовать фильтровальную бумагу в виде полосок шириной 7,5-10 мм.
4. Техника выполнения
Проведение реакций нафильтровальной бумаге с целью образования цветных пятен (или колец) дляоткрытия того или иного иона представляет наиболее важную и ответственнуюоперацию, требующую навыка и соблюдения определенных правил. Эти правила восновном сводятся к следующему.
· Вкапиллярной трубке должно находиться столько раствора, чтобы капля не свисала скончика капилляра.
· Капляраствора не должна подать на бумагу. Пятно должно образовываться послеприкосновения капилляра к бумаге вследствие свободного истечения раствора.
· Величинапятна не должна быть слишком большой. При слишком больших размерахпервоначальных пятен бумага прекращает впитывать в себя жидкость, котораястекает струйками в сторону, не прореагировав с раствором, что ведет кизлишнему расходу реактивов, и реакция теряет отчетливость. Конечныйразмер пятна обусловливается размером пятна первоначального.
· Нужностремиться к тому, чтобы первое пятно было круглым, тогда прибавляемый реактивбудет равномерно покрывать пятно, и получаемый результат выразится более четко.При прибавлении реактивов нужно ставить капилляр в центр уже образовавшегосяпятна, поддерживая указательным пальцем фильтровальную бумагу снизу околопятна. Очень легко нажимают капилляром на бумагу до тех пор, пока реактив несмочит всего пятна, затем капилляр быстро отнимают от бумаги.
· Присоприкосновении с влажным пятном, образованным анализируемым раствором,капилляр, содержащий реактив, захватывает часть реактива. Вследствие этогореактив может испортиться. Во избежание этого поступают следующим образом:
Послеприкосновения капилляра к влажному пятну осторожно нажимают кончиком капиллярана чистый участок бумаги; вытекающая из капилляра жидкость омывает кончиккапилляра, после чего его можно опять погружать в реактив.
· Привыполнении реакции нужно придерживаться того порядка прибавления реактивов,который указан при описании открытия данного иона.
5. Отбор проб
В любой аналитическойметодике отбор проб — одна из наиболее важных операций.
· Твердые вещества
Если требуетсяисследовать отдельные компоненты твердого вещества, то необходимый сорт частицчасто можно отобрать под увеличительным стеклом или под микроскопом. Это можносделать при помощи тонкой стеклянной нити, смоченной глицерином или другойвязкой инертной жидкостью. Случайные загрязнения твердых образцов исследуют, растворяяих и выделяя примеси, концентрируя их при помощи реагентов и затем определяяхроматографически или селективной экстракцией. Иногда такое отделение бываетненужным и вместо него используют высокочувствительные капельные реакции дляпрямого обнаружения примесей.
· Жидкости
Анализ жидких веществне представляет особой трудности, особенно если весь объем жидкости можнополностью перемешать, что гарантирует однородность. В случае если отдельныежидкие фракции в образце расслаиваются, то важно получить представительнуюпробу перемешиванием и отбором отдельных порций из разных мест общей жидкоймассы.
· Газы
Если исследуемоевещество находится в газообразном состоянии, то особые трудности возникаютвследствие плохой видимости проб. В этом случае анализируемое веществоулавливают из общего объема и затем анализируют или же улавливают и анализируютвесь объем целиком.
6. Основная обработка
· Дробление,измельчение, смешивание, просеивание
Измельчение твердых веществ лучшевсего вести в агатовых ступках. Однако во многих случаях можно пользоватьсяступками и пестиками из высококачественного стекла или фарфора, хотя они менеетверды, чем агатовые. Очень твердые пробы следует сначала дробить в стальнойступке с алмазными насадками, а затем окончательно измельчать вагатовой ступке. Чтобы обеспечить однородный размер частиц, сухое размельченноевещество следует просеять через нейлоновую сетку с мелкими ячейками. Веществопомещают на микросито и при легком постукивании мельчайшиечастицы проходят сквозь него, а более грубые остаются. Последние вновьперетирают и просеивают; операцию повторяют до тех пор, пока вся проба непройдет сквозь сито. Использовать для анализа только первые порции измельченнойпробы и отбросить более грубую часть разрешается, если исследуемый материал гомогенный.
Для перемешивания порошков используютплатиновую проволоку или тонкий стеклянный стержень. Дли манипуляций спорошками можно пользоваться также микрошпателями и даже деревяннымизубочистками. Перемешивание можно проводить втиглях, на часовых стеклах.
· Плавление
Порошкиобычно плавят в платиновых ложечках или в платиновых петлях. Расплавленнаякапля собирается в платиновой петле, которой затемприкасаются к порошкообразной пробе и расплав вносят в окислительное иливосстановительное пламя. Для плавления используют платиновые микротигли в том случае,если в лаборатории имеются муфельныеэлектропечи.
· Экстракция
Жидкостная итвердоплавкая экстракции — самые эффективные методы разделения веществ. Методвысокоэффективного экстракционного разделения органических веществ былразработан давно. Так же можно разделить и ряд неорганических веществ методомжидкостной экстракции. Во многих случаях экстрагируются образующиеся хелатыэтих металлов, но в ряде других случаев сами неорганические соли селективноэкстрагируются подходящими органическими растворителями.
· Отгонка
Методом отгонки (дистилляции)достигается очень четкое разделение неорганических соединений. Например, можно отгонятьочень малые количества веществ, таких, как хромилхлорид при определении хлора.
В качестве приемника в аппаратедля перегонки можно использовать микротигель или микропробирку дляцентрифугирования.
· Высушивание, выпаривание
Твердыевещества
Высушивание твердых материаловобычно проводят в регулируемых печах (или в сушильных шкафах). Если требуетсяпростое удаление влаги, можно использовать обычные или вакуумные эксикаторы.
Жидкие вещества (выпаривание)
Концентрированиерастворов, удаление части растворителя или летучих компонентов раствора споследующим высушиванием проводят в стеклянных, фарфоровых или платиновых чашахили тиглях.
Небольшиеколичества жидкости можно сконцентрировать или высушить в центрифужнойпробирке, опущенной в водяную баню, с продуванием сухого профильтрованноговоздуха над поверхностью жидкости.
В случае еслитребуются высокие температуры, можно использовать воздушные и песчаные бани.Простая воздушная баня состоит из никелевого тигля и треугольника из меднойпроволоки, который укрепляется в боковых пазах тигля. Этот треугольникудерживает микротигель или микростаканчик. Никелевый тигель можно нагреватьоткрытым пламенем или на горячей плитке, причем за температурой можно наблюдатьпри помощи подвешенного термометра. Лучше всего термометр защититьметаллическим наконечником. Если баню заполняют мелким песком, то в зависимостиот требуемой степени упаривания микростаканчик с жидкостью ставят на песок илипокапывают в песок. Если концентрирование или упаривание сопровождаетсявыделением кислотных паров или вредных газов, весь аппарат помещают под плотныйколпак или в качестве отводящего устройства используют перевернутую воронку ивакуумный насос.
Особенно удобны при упариваниинебольшого количества жидкости изделия из прозрачного кварца. В них остаткипосле выпаривания можно наблюдать непосредственно, особенно на фоне гладкой чернойбумаги или другого подходящего материала.
7.Техника разделение
При капельном анализечасто бывает необходимо выделить искомое вещество или удалить мешающиевещества.
Фильтрование
Как правило, к фильтрованию прибегают в случае необходимости:
1) отобрать большоеколичество твердых веществ;
2) освободить значительныеобъемы жидкости от суспензии;
3)  выделить суспендированное вещество из больших количеств жидкости или газа;
4) удалить не имеющие значения осадкиили остатки;
5)  провести разделения, которые непосредственнопредшествуют обнаружению и идентификации.
Если имеется большое количество жидкости, а осадок идругие твердые вещества не представляют интереса, можно часть жидкости для анализа отсосать при помощи пипетки. Для этой целиоттянутый конец пипетки закрывают тонким тампоном из ваты. Суспензиязадерживается ватой, а в пипетку поступает жидкость, свободная от осадка. Послеэтого тампон удаляют, кончик пипетки тщательно обмывают и из пипетки получаютсовершенно чистую жидкость. Часто фильтрование оказывается нелучшим методом разделения твердых и жидких фаз.
Центрифугирование
В некоторыхслучаях более успешным, чем фильтрование, оказывается отделение нерастворимыхвеществ методом центрифугирования.
В настоящеевремя в продаже имеется большой выбор центрифуг. Для мелких работ удобны электроцентрифугина 1500— 3000 об/мин. Центрифуга должна быть снабжена предохранительнойкрышкой, выполненной из металла. Аппарат работает спокойно, без вибрации, если он нагружен равномерно. Для сохранениявесового баланса каждая пробирка, содержащая пробу, должна быть уравновешенадругой пробиркой, содержащей приблизительно равный объем воды илисоответствующее количество центрифужной жидкости. Предохранительную крышкунельзя поднимать до полной остановки ротора. Обычно осадки фугуют в коническихмикропробирках.
Прицентрифугировании суспензий осадки собираются в коническом конце, на дне. Вбольшинстве случаев для отбора осветленного раствора используют пипетку,поскольку раствор из микропробирки вытекает с трудом. Для этих целей удобнопользоваться капельной пипеткой, которую легко сделать из стеклянной трубочки.Центрифугат (особенно из маленькой пробирки) можно отобрать переносной пипеткойемкостью 0.5—2 мл. Отбор жидкости в капиллярную пипетку из пробирки производится следующим образом: центрифужнуюпробирку держат левой рукой и пипетку медленно продвигают по направлению косадку, так чтобы конец пипетки все время находился под поверхностью жидкости,до тех пор, пока почти весь раствор не окажется в пипетке. Последнее положениепипетки должно быть примерно на 1 мм выше осадка. Жидкость переносят в сухую чистуюмикропробирку. Осадок промывают, добавляя промывную жидкость и тщательноперемешивая осадок платиновой проволочкой или стеклянной мешалкой, которуюлегко можно изготовить из стеклянного стержня. Суспензию вновь центрифугируют ижидкую фазу удаляют при помощи пипетки. Чтобы быть уверенным, что осадок промыт,такую операцию очистки следует повторить два-три раза.
Седиментации (разделение при помощиосадительных методов)
Осадительные методы обеспечивают надежностьразделения. Чем более сложно исследуемое вещество, тем больше вероятность того,что те или иные методы разделения будут желательны или необходимы. Особенно этобывает нужно при анализе неизвестных неорганических смесей и техническихпродуктов, когда требуется проведение систематических операций разделения, стем чтобы изолировать определенные группы веществ и изучить их при помощикапельных реакций.
Разделение при помощи маскирования
Маскирование- один из лучших методов разделения. Он состоит в том, что мешающие веществапереводят в растворимые комплексы. Его очевидное достоинство заключается вотсутствие необходимости фазового разделения, поскольку процесс разделения, посуществу, происходит в самой капельной реакции.
Хроматографическое разделение
Хроматографическийметод разделения — один из наиболее перспективных методов в аналитическойхимии. Его применяют в случаях, когда раствор содержит вещества,адсорбирующиеся на данном адсорбенте. Для разделения раствор пропускают через адсорбционнуюколонку, где образуются зоны насыщения. Наиболее адсорбирующееся веществообразует зону у верхнего края колонки, другие зоны лежат ниже. Их положениеопределяется степенью адсорбируемости этих веществ. Если различные компонентыраствора — окрашенные вещества, то и соответствующие зоны также окрашены.Подобным же образом можно разделить и идентифицировать бесцветные вещества.Колонка должна иметь соответствующие деления. После завершения разделенияхроматограмму проявляют. Особое значение имеет тот факт, что хроматографическийметод можно применять для разделения как органических, так и неорганическихсмесей. Более того, таким способом можно разделить очень небольшие количествавеществ.
Электрохимические методы разделения
Методы электрохимического разделениядовольно часто используют в капельном анализе, особенно при применении методовбумажной хроматографии. Особенно интересно применение электрографическихметодов для анализа металлов, сплавов и руд. Основной принцип в этом случаезаключается в анодном растворении металлов. Анализируемый образец служитанодом, а кусочек алюминиевой фольги — катодом. Между двумяэлектродами помещают фильтровальную бумагу, смоченную раствором подходящегореагента. Затем подводят соответствующее напряжение, движение ионов металловфиксируется на бумаге и таким образом выявляется точное положение ионовметаллов, которые мигрировали от поверхности испытуемого образца.
Флотация
Иногдаразделение и обогащение можно быстро провести методом простой флотации. Она «включаетсяво встряхивании суспензии с органической жидкостью, которая не смешивается сводой. Поверхностное натяжение изменяется, и происходит сцепление мелких частицтвердого вещества, а результате чего они собираются в виде тонкой пленки наповерхности раздела фаз воды и органической жидкости. Этот метод особеннополезен в тех случаях, когда надо установить образование осадка в большомобъеме жидкости при добавлении к ней реагента. Лучше всего сцепление иотделение частиц происходит в нейтральных или кислых растворах. Обычнообработку органическим растворителем проводят в макро — или микропробирках состеклянными пробками.
Капиллярноеразделение
Припроведении капельной реакции на бумаге, будь то взаимодействие двух капель иликапли анализируемого раствора с реагентной бумагой, нерастворимые соединенияосаждаются на бумаге,а оставшиеся в растворе ингредиенты подвергаются капиллярной диффузии. Диффузиязатем распространяется за область осадка по кольцевой зоне вокруг пятна. Такимобразом, образование осадка и фильтрование происходят на поверхности бумаги. Ипоследующие капельные реакции можно проводить затем либо с веществом,находящимся в осадке, либо в кольцевой зоне вокруг осадка. Непосредственно набумаге можно не только проводить осаждение и фильтрование, но и очистку осадкапромыванием. Для этой цели можно нанести каплю воды или другой промывнойжидкости в центр пятна, после чего начнется увеличение кольцевой зоны вокругосадка вследствие капиллярной диффузия. Если фильтрат не нужен для последующегоизучения, то лучше бумагу окунуть в подходящую промывную жидкость, которая вслучае необходимости может быть обновлена. Если осадок требуется промытьповторно, то, прежде чем нанести следующую каплю воды, необходимо, чтобы каждаяпредыдущая полностью впиталась в бумагу. Обычно лучше всего сушить пятно передповторным промыванием. Во время высушивания осадок более основательнофиксируется в капиллярах бумаги и, следовательно, предотвращается возможностьего вымывания.
Наиболее быстро и эффективнопятна высыхают в токе сухого теплого воздуха. Кроме того, этот процесс такжефиксирует на бумаге и растворимые диффундирующие вещества. Наибольшееобогащение происходит на той стороне бумаги, которая обращена к потоку теплоговоздуха. Это явление благодаря капиллярному действию бумаги способствует успехупоследующих капельных реакций, проводимых с фильтратом, который таким способомможно сконцентрировать. Анализ на растворенные вещества, которые диффундируютот пятна осадка, выполняют в виде дополнительных проб. Лучше всего в такихслучаях добавлять каплю подходящего реагента на сухое место бумаги рядом спервым пятном. Реагент равномерно распространяется от точки нанесения, ихарактерная реакционная картина получается на границе соприкосновения двух пятен.В случае если используются окрашенные реагенты, можно заметить без труда дажеслабое изменение окраски.
8. Работа с парами и разделение газов
капельный металлургия проба реагентный
В капельном анализе пары и газыиспользуют в трех случаях:
1)  в качестве осадителей,подщелачивающих или окисляющих реагентов;
2)  в качестве характерных продуктов,выделяющихся в небольших количествах, которые можно идентифицироватьпоследующими реакциями;
3)  в качествевспомогательных для последующего анализа веществ, получаемых дистилляциейорганических жидкостей или испытуемых материалов перед выполнением анализа.
Выборсоответствующего прибора для этой цели определяется объектом анализа.
Капельныереакции на бумаге можно осуществить при воздействии на бумагу газов или паров,таких, как сероводород, галогены, аммиак, водяной пар и другие. Такие реакциивыполняются либо с использованием газов, получаемых непосредственно изгенератора, либо подвешиванием полосок фильтровальной бумаги на горлышке колбы,частично заполненной водой, раствором сероводорода, гидроокисью аммония,бромной водой и т.д.
· Разделение сероводородом
Разделение некоторых групп металлов под действием кислых или аммонийныхрастворов сероводорода общепринято в химическом анализе. В капельном анализеосаждение можно провести, насыщая небольшой объем раствора сероводородом в микроцентрифужной пробирке. Газ пропускают по тонкому капилляру так,чтобы не было потерь в результате разбрызгивания. Тонкий капилляр пропускаетпоток мелких пузырьков, и, таким образом, раствор не разбрызгивается. Газследует начинать пропускать до погружения конца капилляра в раствор, так какиначе раствор втянется в капилляр и при взаимодействии с сероводородом образуетосадок, который закупорит капилляр. Конец осаждения сульфидов легко определитьпо увеличению размеров поднимающихся пузырьков.
· Разделение и обнаружение газов
Для выделения летучих продуктов из твердых веществ или жидкостей поддействием кислот или щелочей всегда следует иметь в готовности соответствующийнабор различных специальных приспособлений небольшого объема. Рассмотрим прибордля обнаружения карбоната, сульфида и других подобных веществ. Он состоит из микропробиркис капилляром емкостью ~ 1 мл, закрывающейся притертой пробкой, к нижней частикоторой припаяна стеклянная головка.
Газ образуется при легком нагревании (если это необходимо) и затемпоглощается каплей реагента, висящей на стеклянной головке пробки. Посколькуприбор закрыт, потерь газа не происходит и после некоторого выдерживания газпоглощается количественно. Вместо реагента на головке может удерживаться капляводы, в которой растворяется газ. В этом случае каплю раствора с растворившимсягазом можно перенести на капельную пластинку или в микротигель, кудадобавляется соответствующий реагент.
Так же существует приспособление, применяемое в техслучаях, когда необходимо идентифицировать один газ в присутствии других. Вэтом устройстве микропробирку закрывают маленькой стеклянной воронкой, на которуюдля адсорбции газа помещают реагентную бумагу. Такая реагентная бумагапропускает индифферентный газ и задерживает только тот, который требуетсяидентифицировать.
Другое используемое для этой цели приспособлениесостоит из микропробирки и неплотно надеваемой на нее стеклянной трубочки, обаконца которой оттянуты. Нижний конец наполняют подходящим реагентом примерно на1 мм. В этом капилляре можно легко обнаружить любой окрашенный продукт,образующийся при взаимодействии газа с реагентом.
Если для выделения газа требуется высокая температураили обугливание, можно использовать термостойкую стеклянную трубку, которуюзакрепляют в отверстии асбестовой пластинки. Открытый верхний конец трубкипокрывают кусочком реагентной бумаги и сверху стеклянным колпачком.

9. Предварительное пропитываниебумаги для капельного анализа
Капельный анализ набумаге не всегда состоит только в соединении капли анализируемого раствора скаплей раствора реагента. Иногда фильтровальную бумагу пропитываютсоответствующим реагентом, затем ее сушат, после чего на нее наносят каплюанализируемого раствора. Эта методика предполагает, конечно, использованиеустойчивых реагентов и имеет то преимущество, что в таком случае не происходитвзаимного разбавления анализируемого раствора и реагента. При этом происходитболее четкая локализация и улучшается видимость результатов реакции в зонепятна по сравнению с результатами, получающимися при слиянии двух капель.Лучший результат получается, когда бумага пропитана труднорастворимым в водереагентом, который остается полностью в зоне реакции при нанесении каплианализируемого раствора. Органические реагенты, слаборастворимые в воде, но хорошо растворимые в спирте и других органическихрастворителях, обладают этим преимуществом. С той же целью можно использоватьтруднорастворимые вещества, которые можно синтезировать в ходе некоторыхреакций, осаждая их непосредственно на бумаге, в ее порах и капиллярах.
Капельная реакцияна такой предварительно пропитанной бумаге обусловлена взаимодействиемрастворенного анализируемого вещества с нерастворимым реагентом. Такая методиканеприемлема в макроанализе, поскольку твердое вещество обычно реагирует слишкоммедленно.
Локализация характерных продуктов реакции — не единственное преимуществоприменения реагентных бумаг, пропитанных нерастворимыми соединениями. Желательнаяво многих случаях высокая степень гомогенности и устойчивости достигаетсяприменением фильтровальной бумаги, пропитанной нерастворимыми соединениями,которые затем реагируют так же, как и растворимые вещества. Так невозможноприготовить достаточно устойчивую реагентную бумагу, пропитанную сульфидомщелочного металла: он быстро окисляется до сульфата и, кроме того, хорошорастворимые сульфиды щелочных металлов вымываются при нанесении капли водногораствора. Рассмотрим типичный пример — обнаружение железа при помощи капельнойреакции на бумаге, пропитанной труднорастворимым белым цианоферратом (II) цинка. Анализ,проведенный по этой методике, оказывается много более чувствительным, чем, еслибы на бумаге смешивали каплю растворов, содержащих железо (Ш) и цианоферрата (II) калия. Такимобразом, когда есть возможность, лучше пропитывать бумагу труднорастворимымреагентом, чем легкорастворимым.
10. Приготовление реагентнойбумаги
Фильтровальнаябумага легко пропитывается реагентами, растворимыми в воде или в органическихрастворителях. Соответствующие растворы готовят в стаканах или чашках и полоскифильтровальной бумаги погружают в жидкость. Следует следить за тем, чтобыполоски бумаги не слипались между собой и не прикасались к стенкам сосуда, таккак это может привести к неоднородной пропитке. Полоски оставляют в растворе на20—30 мин, иногда раствор перемешивают или встряхивают сосуд для равномерногораспределения раствора.
Вместо погружения в раствор полосыбумаги так же можно опрыскивать соответствующими реагентами.
Гомогенное пропитывание завершаетсятолько постепенным равномерным высушиванием обеих сторон бумаги. Если бумагупогружают в раствор реагента и затем высушивают в токе горячего воздуха, тобыстрое высушивание и последующая капиллярная диффузия неизменно приводят кконцентрированию реагента на той стороне бумаги, которая повернута к потокугорячего воздуха. При применении окрашенных реагентов этот эффект особеннозаметен, поскольку окраска на противоположной стороне бумаги оказывается значительнослабее. Однако локализация реагента на одной из сторон имеет свои преимущества,особенно при использовании водорастворимых реагентов, поскольку для полноты искорости реакции желательна наибольшая концентрация реагента на месте внесениякапли.
Для пропитывания бумаги соединениями,которые осаждаются на ней и в ее порах, нет никаких общих правил. Обычно полосыбумаги погружают в раствор с одним реагентом, высушивают и затем погружают враствор соответствующего осадителя. Избыток реагентов удаляют промыванием изатем бумагу высушивают. Если используют такую методику, следует иметь в виду,что окончательный результат будет зависеть от порядка, в котором применяютсяреагенты, и от их концентрации. В любом случае фильтровальную бумагу следуетпогружать в соответствующие растворы быстро и полностью так, чтобы на ней необразовывались зоны различной концентрации. Если необходимо приготовитьсильнонасыщенную реагентную бумагу, никогда не следует добиваться осаждениятруднорастворимого вещества обработкой очень концентрированным раствором заодин прием. Смачивание и осаждение в таком случае надо проводить несколькораз разбавленными растворами, каждый раз высушивая бумагу перед последующимнанесением осадка. Если этими предосторожностями пренебрегают, то вместо однородногопропитывания будет образовываться пленка, которая может отстать от бумаги припромывании или просушивании.
После каждогопропитывания необходимо удалять избыток жидкости; это осуществляют пропусканиембумаги с равномерной скоростью через небольшой пресс. Промывать бумагу лучше,расположив ее на подходящей стеклянной или фарфоровой пластинке.Дистиллированную воду подают через стеклянную трубку с несколькими отверстиями.Если осадок, которым пропитана бумага, имеет не очень низкую растворимость, промыватьего следует более осторожно сначала водой, а затем разбавленным спиртом. Привысушивании необходимо избегать перегрева: обычно вполне достаточна температура60—80 0С. Иногда, если это возможно, рекомендуется использоватьреагент для осаждения в газообразном состоянии (сероводород для осаждениясульфидов, аммиак для осаждения окислов), а не его растворы. Этимпредотвращается опасность вымывания осадка. По этой же причине часто выгоднеесначала нанести удерживающее осадок вещество, которое не может быть вымыто избумаги, и только потом проводить реакцию, дающую необходимый реагент. Так,очень хорошую сульфидносвинцовую бумагу можно приготовить не пропитыванием еераствором соли свинца с последующей обработкой газообразным или раствореннымсероводородом, а нанесением на бумагу сульфида цинка и превращением его всульфид свинца погружением бумаги в раствор соли свинца.

Заключение
Капельный метод химическогоанализа занимает важное место среди методов анализа в аналитической химии. Данныйметод позволяет быстро и безошибочно определить тот или иной ионов, внезависимости от его агрегатного состояния. Конечно, в настоящее время этот методне получил большого распространения, т.к. существуют более совершенные методы,например хроматография или экстракция. Однако иногда метод капельного анализабывает не заменим, к примеру, сложно представить в походных лабораториях оборудованиядля хроматографии или экстракции.
На мой взгляд, каждомухимику-аналитику полезно знать основы капельного метода и уметь пользоваться имна практике.

Список литературы
1. ТананаевН.А. Капельный метод. Качественный анализ неорганических веществ капельнымметодом: учебник/ Н.А. Тананаев.-6-е изд., перераб. и испр.-М.: Госхимиздат,1954.-274с.
2. ФайгльФ.Капельный анализ неорганических веществ: пер. с англ./Ф. Файгль, В.Ангер.-М.: Мир ,1976.- 394с.1 т.
3. ФайгльФ.Капельный анализ неорганических веществ: пер. с англ./Ф. Файгль, В.Ангер.-М.: Мир ,1976.- 322с.2 т.

ПРИЛОЖЕНИЕ
/>
Рис.1. капиллярныетрубочки
Рис.2. капилляр
Рис.3. стекляннаяпалочка
Рис.4. капельнаяпробирка
Рис.5. капиллярныесклянки
Таблица 1.Капельныереакции на катионыИон Реагент Уравнение реакции Окраска полученного соединения Условия проведения реакции
Ag+ Соляная кислота
AgNO3 + HCl→ AgCl + HNO3,
AgCl + 2NH4OH→[Ag(NH3)2]Cl +2H2O,
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 →AgCl + 2NH4NO3 Белый осадок, растворимый с образованием комплексных соединений, при подкислении которого снова выпадает осадок
Hg22+ Нитрит натрия
Hg2(NO3)2 + 2NaNO2→
Hg + Hg(NO2)2 +2NaNO3 Черный или серый осадок Отсутствие избытка азотной кислоты
Pb2+ Иодид калия
Pb(NO3)2 + 2KI →PbI2 + KNO3 Желтый осадок Отсутствие избытка реагента
Ca2+ Оксалат аммония
CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4 + 2NH4Cl Белый осадок Нейтральная или среда
Ba2+ Дихромат калия
2BaCl2 + K2Cr2O7 +2CH3COONa + H2O →
2 BaCr2O7 + 2KCl + 2CH3COOH + 2NaCl Желтый осадок  Присутствие ацетата натрия
Zn2+ Дитизон
ZnCl2 + 2C13H12N4S→
Zn(C13H11N4S)2 + 2HCl Малиново-красная окраска Присутствие органического растворителя
Al3+ Ализарин
3C14H6O2(OH)2 +Al(OH)3 → Al(C14H6O2(OH)O)3 + 3H2O
Ярко-красная
окраска
Аммиачная среда, отсутствие Fe3+, Cr3+,SnII, Mn2+
SnII Иодид калия
SnCl2 + KI→SnI2 +2KCl Красный осадок Избыток реагента
SnIV Сероводород
SnCl4 +2HCl → H2[Sn(Cl)6],
H2[Sn(Cl)6] + 2H2S → SnS2 + 6 HCl Золотисто-желтый осадок Сначала перевести в комплекс
Cr3+ Перманганат калия, перекись водорода
Cr2(SO4)3+2KMnO4+ 5H2O→K2Cr2O7 + 2H2MnO3 + H2SO4;
K2Cr2O7 + 4 H2O2 + H2SO4→2H2CrO6 + K2SO4 +3H2O Оранжевая окраска раствора переходит в синий цвет Наличие органического растворителя
Mg2+ 8-оксихинолин
MgCl +2C9H6NOH + 2NH4OH→ Mg(C9H6NO)2 + 2NH4Cl Зеленовато-желтый осадок Аммиачная среда, pH=9,5-12,7
Fe2+
Красная кровяная
соль
3 FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl Турнбулева синь pH=2-3, отсутствие окислителей и восстановителей
Fe3+ Желтая кровяная соль
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl Берлинская лазурь pH=2, отсутствие оксалат-ионов, избытка реактива, окислителей и восстановителей
Mn2+ Висмутат натрия
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 → 5 Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 2 HMnO4 + 7 H2O Розово-фиолетовая окраска Кислая реакция среды, отсутствие восстановителей, избытка ионов марганца
Cd2+ Сероводород
Cd(NO3)2 + H2S → CdS + 2HNO3 Желтый осадок Отсутствие ионов, образующих черные сульфиды
Cu2+ Глицерин
CuSO4 + CH2OH-CHOH- CH2OH + 2NaOH → CH2O(Cu)OCH-CH2OH + 2NaNO3 +2H2O Темно-синяя окраска Сильнощелочная среда
Hg2+ Хлорид олова(II)
SnCl2 + 2HgCl2 → Hg2Cl2 + SnCl4 ;
Hg2Cl2 + SnCl2 → 2Hg + SnCl4 Белый осадок переходит в черный Избыток реактива
Ni2+ Диметилглиоксим
NiCl2 +2NH4OH+
+C4H8N2O2 → Ni(C4H7O2N2)2 + 2NH4Cl + 2H2О Ало-красная pH=8, отсутствие ионов железа(II)
Co2+ Тиоцианат аммония
CoCl2 + NH4SCN → (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl В водном растворе – розовая, в органической — синяя pH=4-5, насыщенный раствор реагента, отсутствие ионов железа(III)
K+ Гексанитрокобальтат натрия
2KCl + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6] + 2NaCl Желтый осадок Нейтральная реакция среды, отсутствие катиона аммония
Na+ Дигидростильбат калия
NaCl + KH2SbO4 → NaH2SbO4 + KCl Белый осадок Нейтральная реакция среды, отсутствие катиона аммония
NH4+ Реактив Несслера
2NH4Cl + 2K2[Hg I4] + 4KOH →[ (Hg-O-Hg)NH2] + KCl + 7KI + 3H2O Красно-бурый осадок Реакция проводится в „газовой камере“
Таблица 2.Капельныереакции на анионыИон/ реагент Соли серебра Соли бария
Кислоты
(H+)
KMnO4
 Pb(NO3)2
CO32-
Ag2CO3,
Белый осадок
BaCO3,
Белый аморфный
осадок
CO2(газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается -
SO32-
Ag2SO3,
Белый осадок
BaSO3,
Белый осадок
SO2(газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается -
SiO32-
Ag2SiO3,
Желтый осадок
BaSiO3,
Белый осадок
H2SiO3
(гель) -
PbSiO3,
Белый осадок
SO42- -
BaSO4,
Белый кристаллический осадок
 H2SO4
(бесцветный раствор) -
PbSO4,
Белый осадок
PO33-
Ag2PO4,
Желтый осадок
BaPO4,
Белый осадок
H3PO4
(бесцветный раствор) -
PbPO3,
Белый осадок
Cl-
AgCl,
Белый творожистый осадок  -
HCl
(газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается
PbCl2,
Белый осадок
Br-
AgBr,
Желтоватый осадок -
HBr
(газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается -
I-
AgI,
Бледно-желтый творожистый осадок -
I2
(газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается
PbI2,
Желтый осадок
NO2-  - -
NO2
(бурый газ) Розово-фиолетовый раствор обесцвечивается -
NO3- - -
HNO3
(бесцветный раствор) - -
Таблица 3. АнионыИон Реагент Окраска полученного соединения Ход выполнения реакции
SiO32- Хлорид аммония Белый студенистый осадок
4-5 капель исследуемого раствора + сухой NH4Cl, нагреть.
PO43-
(NH4)2MoO4 в HNO3
(молибденовая жидкость) Желтый кристаллический осадок 4-5 капель исследуемого раствора + 2-3 капли молибденовой жидкости, при необходимости нагревать. Магнезиальная смесь Белый кристаллический осадок
2-3 капли исследуемого раствора + 2-3 капли магнезиальной смеси (смеси MgCl2, NH4Cl, NH3)
NO2- Антипирин Зеленая окраска
2-3 капли исследуемого растовора+5-6 капель водного раствора антипирина+1 капля концентрированной H2SO4 Сульфаниловая кислота и α-нафтиламином (реактив Грисса-Илосвая) Красная окраска 1 капля нейтрального раствора нитрита + 1-2 капли реактива Грисса-Илосвая
NO3- Антипирин Красная окраска
2-3 капли исследуемого растовора+5-6 капель водного раствора антипирина+15 капель концентрированной H2SO4