Методы химического анализа полимеров и мономеров. Шестаков А.С. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

18
2.8. Определение фтора
Поскольку в элементном анализе приходится всегда иметь дело с разруше-
нием анализируемых соединений, свойства самого фтора и его простейших не-
органических соединений, образующихся в процессе разложения, и в первую
очередь фтороводорода , играют существенную роль. Анализ любых фторидов
осложнен чрезвычайной агрессивностью фтора и HF по отношению к материа-
лам, из которых изготовлена аналитическая аппаратура и химическая посуда .
Кроме их разрушения в результате коррозии могут быть потери фтора в аппара-
туре вследствие образования труднолетучих продуктов взаимодействия фтори-
дов с материалом аппаратуры, а также могут образовываться побочные газооб-
разные продукты разложения, например труднопоглощаемый фторид кремния.
Последний в присутствии незначительных количеств паров воды легко гидроли -
зуется, загрязняя ответственные части аппаратуры диоксидом кремния. Выде-
ляющийся фтороводород вновь реагирует с SiO
2
с образованием SiF
4
, и этот ре-
акционный цикл многократно повторяется. Эти особенности характерны для
всех методов элементного анализа фторорганических соединений. Рассмотрим
как эти проблемы решаются в различных способах разложения.
Сожжение в кварцевой трубке модифицированным методом Прёгля позво-
ляет в максимальной степени устранить погрешности , связанные с агрессивно-
стью фтора. Принцип , положенный в основу метода , заключается в извлечении
фтора и его соединений из газов сожжения на самой ранней стадии анализа , т.е.
в момент разложения анализируемого вещества . При этом реагент, в слое кото-
рого происходит сожжение, должен количественно связывать фтор в виде неле-
тучего и термостойкого фторида металла , не должен связывать углерод в терми-
чески устойчивый карбонат, а его влагосодержание должно быть достаточно по-
стоянным при температуре сожжения. В наибольшей степени предъявленным
требованиям отвечает оксид магния. Таким образом, отличия от определения
углерода и водорода заключаются только в смешении образца с MgO в платино-
вом контейнере для сожжения.
Для выделения связанного фтора применяют пирогидролиз фторида маг-
ния. Для этого содержимое контейнера после сожжения обрабатывают током
перегретого водяного пара в трубке установки пирогидролиза :
MgF
2
→
С 11001000
MgO + HF
Выделившийся фтороводород поглощают водой.
При использовании колбового метода Шёнигера пробу заворачивают в им-
прегнированный фильтр (сапожок” содержит 25-30 мг KNO
3
), который укреп -
ляют в платиновой спирали , используемой в качестве держателя.
В аммиачном методе фтор не переводят в HF на катионите, а используют
для определения непосредственно промывные воды.
Таким образом , во всех методах анализа результатом стадии разложения
является водный раствор фторида , который анализируют одним из описанных
ниже методов.
                                                         18
      2.8. О пр е де ле ние ф то р а
      П ос к ольк у в элем ентном а на ли з
                                          еп р и ходи тс я вс егда и м еть дело с р а з
                                                                                      р у ш е-
ни ем а на ли з
              и р у ем ых с оеди нени й, с войс тва с а м ого фтор а и его п р ос тейш и х не-
ор га ни чес к и х с оеди нени й, обр а з        у ющ и хс я в п р оцес с е р а з       ложени я, и в п ер ву ю
очер едь фтор оводор ода , и гр а ют с у щ ес твенну ю р оль. А на ли злюбых фтор и дов
ос ложнен чр ез        выча йной а гр ес с и внос тью фтор а и HF п о отнош ени ю к м а тер и а -
ла м , и зк отор ых и з      готовлена а на ли ти чес к а я а п п а р а ту р а и хи м и чес к а я п ос у да .
Кр ом еи х р а з    р у ш ени я в р ез  у льта тек ор р оз       и и м огу т быть п отер и фтор а в а п п а р а -
ту р евс ледс тви еобр а з       ова ни я тр у днолету чи х п р оду к тов вз            а и м одейс тви я фтор и -
дов с м а тер и а лом а п п а р а ту р ы, а та к жем огу т обр а з            овыва тьс я п обочныега з         ооб-
раз  ныеп р оду к ты р а з     ложени я, на п р и м ер тр у дноп оглощ а ем ый фтор и д к р ем ни я.
П ос ледни й в п р и с у тс тви и нез      на чи тельных к оли чес тв п а р ов воды легк о ги др оли -
з у етс я, з  а гр язняя ответс твенные ча с ти а п п а р а ту р ы ди ок с и дом к р ем ни я. Выде-
ляющ и йс я фтор оводор од вновь р еа ги р у ет с SiO2 с обр а з                     ова ни ем SiF4, и этот р е-
а к ци онный ци к л м ногок р а тно п овтор яетс я. Э ти ос обеннос ти ха р а к тер ны для
вс ех м етодов элем ентного а на ли з              а фтор ор га ни чес к и х с оеди нени й. Ра с с м отр и м
к а к эти п р облем ы р еш а ютс я в р а з       ли чных с п ос оба х р а з      ложени я.
       Со ж ж ение в к в а р цев о й т р убк е м оди фи ци р ова нным м етодом П р ёгля п оз                       во-
ляет в м а к с и м а льной с теп ени у с тр а ни ть п огр еш нос ти , с вяз               а нныес а гр ес с и вно-
с тью фтор а . П р и нци п , п оложенный в ос нову м етода , з                     а к люча етс я в и з   влечени и
фтор а и его с оеди нени й и зга з          ов с ожжени я на с а м ой р а нней с та ди и а на ли з            а , т.е.
в м ом ент р а з    ложени я а на ли з    и р у ем ого вещ ес тва . П р и этом р еа гент, в с лоек ото-
р ого п р ои с ходи т с ожжени е, должен к оли чес твенно с вяз                      ыва ть фтор в ви денеле-
ту чего и тер м ос тойк ого фтор и да м ета лла , недолжен с вяз                       ыва ть у глер од в тер м и -
чес к и у с тойчи вый к а р бона т, а его вла гос одер жа ни едолжно быть дос та точно п о-
с тоянным п р и тем п ер а ту р е с ожжени я. В на и больш ей с теп ени п р едъявленным
тр ебова ни ям отвеча ет ок с и д м а гни я. Та к и м обр а з                ом , отли чи я от оп р еделени я
у глер ода и водор ода з        а к люча ютс я тольк о в с м еш ени и обр а з             ца с MgO в п ла ти но-
вом к онтейнер едля с ожжени я.
       Для выделени я с вяз          а нного фтор а п р и м еняют п и р оги др оли зфтор и да м а г-
ни я. Для этого с одер жи м ое к онтейнер а п ос ле с ожжени я обр а ба тыва ют ток ом
п ер егр етого водяного п а р а в тр у бк еу с та новк и п и р оги др оли з                а:
                                                     1000 −1100 С
                                         MgF2   → MgO + HF↑
Выдели вш и йс я фтор оводор од п оглощ а ют водой.
       П р и и с п ольз   ова ни и к о лбо в о го м ет о да Ш ёнигер а п р обу з             а вор а чи ва ют в и м -
п р егни р ова нный фи льтр (“с а п ожок ” с одер жи т 25-30 м г KNO3), к отор ый у к р еп -
ляют в п ла ти новой с п и р а ли , и с п ольз       у ем ой в к а чес тведер жа теля.
       В а м м иа чно м м ет о де фтор неп ер еводят в HF на к а ти они те, а и с п ольз                         у ют
для оп р еделени я неп ос р едс твенно п р ом ывныеводы.
       Т а к и м обр а з  ом , во вс ех м етода х а на ли з          а р ез у льта том с та ди и р а з     ложени я
являетс я водный р а с твор фтор и да , к отор ый а на ли з                   и р у ют одни м и зоп и с а нных
ни жем етодов.