NĚKTERÉ TECHNICKÉ POMŮCKY KVALITATIVNÍ MIKROANALYSY JAN
VŘEŠŤÁL PHIŠLO
DO Kľ.DAKCIľ.
21.
III.
P.VJ.
Sy,stematický kvalitativní rozbor anorganických látek působí potíže tehdy, je-li к disposici jen několik málo mg zkoumané látky. Metody mikroskopické [1] lze zpravidla použíti jen jako metody identifikační. Analytický pochod s použitím kapkové metody podle T a n a n a j e v a [2] nelbo F e i g I a [3] vychází z neúnosného požadavku stanoviti v kap ce jednotlivý hledaný element selektivní reakcí za přítomnosti všech ostatních složek [ 4 - 7 ] . Přítomné látky nutno maskovati, což snižuje citlivost reakcí. К analyse se použije tolik kapek vzorku, kolikrát se pátrá po jednotlivých iontech. Nakonec je tedy třeba několik desítek kapek vzorku a celkové potřebné množství se blíží běžnému množství při makroanalyse. Další nevýhodou těchto postupů je velmi časté po užívání těžko přístupných činidel. Citovaný N. A. T a m a n a j e v ve své poslední knize o .mile r o analyse [8] používá v systematickém postupu opět dělení srážením a filtrací. Mi kro analytický postup, který používá oddě lení jednotlivých skupin iontů způsobeni srážecím, je odvislý od zaří zení к dělení sraženiny od kapaliny. Vedle odstreďovaní se používá fil trace potdle K. L. M a l j a r o v á [9]. Na rozšířený a zabrouŠený konec kapiláry se dá kotouč filtračního papíru a druhá zahroušená kapilára, pak se obě části к sobě přitlačí pérem. Podle E. C a I e y e [101 ise fil truje malým kotoučkem filtračního papíru, který je umístěn nia kau čukové vložce v T trubici. К 1 e у а В e n e d e t i - P i с h 1 e r [1] fil trují papírovou »drtí, kterou pěchují do zvonkovilé nálevky. Tento fil trační zvonek používá i L. C l a r k e [11] při své ohnuté kapiláře, kte rou ssaje kapalinu z odstřeďovacích zkumavek. Podobného typu je Emichova filtrační tyčinka [3], používaná i ve vážkové mikroanalysc Emichovu tyčinku к nassávání kapaliny shora používá G o r b a c h [12]. Lze též použíti к filtraci skleněný fritový kelímek nebo nuč. F e i gl [3] popisuje pipetu, ve které dá do zúženého konce chomáček vaty a tím prossiaje roztok. Tento postup hodí se jen pro případy, kdy nejde o další zpracování ssedliny. Pro systematický postup kvalitativní analysy několika kapek roz toku se mi osvědčila upravená filtrační násoska. Je vyfouknuta ze silnostěnné kapiláry. Pro práci s 0,2—1 ml jsou rozměry a tvar uvedeny na obr. 1. Objem násosky je 5—8 ml. P.ro filtraci jedné kapky až ně kolika kapek je vhodná násoska z kapiláry 5 mm, její tvar a rozměry jsou obdobné., ale celkový objem je asi 2 ml. Jako filtrační vrstva slouží čistá vata. Malý chomáček vaty (10 — 20 mg) se uchopí prsty levé ruky na jednom konci, druhý konec se palcem ia ukazováčkem pravé ruky silně stočí. Této stočené části se ponechají jen asi 3 mm, konec se od střihne. Chomáček se vsune stočeným koncem do kapiláry nálevkovi217
tým rozšířením. Pak se vata upěchiuje vytaženým koncem tyčinky (obr. 4) ia část, která přečnívá přes nálevku, se odstřihne. Druihý konec ty činky se ovlhčí deetilovan-ou vodou. Tím se navlhčí vata a dále se upě chuje. Čím je ssedlina, kterou filtrujeme, jemnější, tím silněji se musí vata upěchovat. Propustnost vrstvy ještě před filtrací se kontroluje prossáváním ústy.
Obr.
i—:
U násosky z kapiláry 7 mm váží hotový filtrační chomáč 6—12 mg, u menší, z kapiláry 5 mm, váží 3—8 mg. Vážili filtr průměru 90 mm 0,65 g a filtruje-li se jím objem 10 ml, pak připadá na 1 ml kapa liny 65 mg celulosového filtračního materiálu. U filtrační násosky ob jemu 7 ml připadá při filtraci 0,5 ml na 1 ml 12—24 mg filtračního materiálu, u menší násosky průměru 5 mm připadá 30—80 mg vaty, byl-li objem filtrované kapaliny 0,1 ml. Protože u popsaného způsobu se nakonec prossaje vzduch, jsou ztráty ve filtračním materiálu menší než při běžné filtraci s nálevkou a papírem. Při filtrování se odissává buď ústy nebo voidní vývěvou. Filtrační násoska se spojí gumovou hadičkou s další pojistnou trubicí, která je rozšířena dvěma vyfouknutými koulemi (obr. 2), nebo pojistnou trubicí tvaru vyobrazeného ma obr. 3. Při odssávání ústy se smáčkne gumová 218
hadička po vyssání vzduchu tlačkou. Při použití vodní vývevy se zařadí za pojistnou trubici kohout, aby bylo možno regulovati vakuum. Pojist ná trubice má býti pokud imožno ve vodorovné poloze. Boční kapilární otvor násosky — výpusť — se uzavře tenkou hadičkou se skleněnou tyčinkou nebo přiložením prstu. Násoska se ponoří filtračním koncem do kapaliny a počne se mírně odssávati. Když ve zkumavce zbývá již jen málo kapaliny, uzavře se kohout vývevy, aby proháněním proudu vzduchu nenastaly ztráty filtrátu. Filtrace je skončena, když od spodu mírně bublá vzduch. Trvá celkem několik vteřin aiž jednu minutu podle toho, jak velké bylo množství kapaliny, jaké vlastností měla ssedlina a jak silná a upěchovaná byla filtrační vrstva. Byl Ji filtr málo upěc ho ván a filtrát není čirý, vrátí se výpustí do zkumavky, filtr se doda tečně upěchuje tyčinkou a filtrace se opakuje. Pak se vývěva a pojistná trubice odpojí, násoska se nechá ve svislé poloze a pozoruje se, je-li v horní kouli .kapalina, kterou by bylo případně nutno opatrné vyfouk nouti do spodní koule. Pak se trubička nakloní do vodorovné polohy výpustí nahoru, výpusť se uzavře a prossaje se vzduch. Tím se přesune kapalina z kapiláry do spodní koule a také vata se prakticky zbaví ka paliny. Otočením násosky steče kapalina do nálevkovité části к výpusti. Výpusť přiložíme ke stěně zkumavky a mírným fouknutím násosku vy prázdníme. Pak se do zkumavky, ve které bylo provedeno srážení, -ni ka p e promývací kapalina а рое tu p se opakuje. Ztráty filtrátu při tomto postupu jsou -malé, jak patrno z tabulky. Množství filtrátu zjišťováno titračně tak, že určitý objem n/10 louhu draselného, obarveného fenolftaleinem, byl popsaným způsobem přefiltrován a odkapán do misky, ve které byl pak titrován n/20 kyselinou solnou z miikrobyrety. Do přes ně dotitrovaného roztoku byla odkapána také promývací kapalina, des tilovaná voda. Po prvé proimyto 2 kapkami destilované vody, po druhé 5-ti kapkami. Po prvním a po druhém promytí byla zjištěna spotřeba kyseliny. Pokusy 5—10 byly provedeny obdobně s n/2 kyselinou sí rovou, obarvenou metyloranží a její množství stanoveno titrací n/10 louhem draselným. Pro snadnější porovnání byla spotřeba vždy přepočí tána na normalitu filtrovaného roztoku. Zbytek roztoku ve zkumavce a ve filtrační násosce při filtraci bez promytí je u většího typu asi 0,05 ml, u menšího typu asi 0,03 ml a zmenší se promytím dvěma kapkami asi na polovinu. Pro účely kvali tativní analysy postačí jedno nebo dvoje promytí, aby se roztok zbytečně nezřeďova.1. Pro účely kvantitativní bylo by třeba trojího až čtverého ропоту ti, ale vzhledem к malým objemům a jejich snadnému odpaření by ani takto nevznikly podstatné potíže. Místo vaty je možno pro filtraci žíravých kapalin použíti jako fil trační materiál asbest. Ssedlina zůstává z části na stěnách zkumavky, část se zachytí na filtrační vrstvě. Ssedlina se ve zkumavce rozpustí v příslušném roz pouštědle. Filtrační násoska se při tom nechá položena na dně zkumav ky, pak se rozpustidlo pomalu prossaje nás oskou, je-li třeba, vrátí se výpustí do zkumavky a prossaje znovu. Umožňuje tedy filtrační násos219
Га/). N a 1 e z (^ n o Číslo
Vzalo Obsah do práce násosky ml
po ml
filtraci
%
po prvním promytí
ztráta ml
pa druhém promytí
ml
%
ztráta ml
ml
0,99
99
/0
ztráta ml
|%
0,01
1
1
slepý pokus
1,00
nefiltrt)vóno 1,00 100
2
7 ml
1,00
0,95
95
0,05
0,98
98
0,02
3
0,4
0,36
90
0,04
0,37
93
0,03
4
0,2
0,17
85
0,03
0,19
95
0,0 i
5
1,00
0,94
94
0,06
0,97
97
0,03
0,99
99
0,01
1
6
0,25
0,19
76
0,06
0,22
88
0,03
0,24
96
0,01
4
0,25
0,20
80
0,05
0,23
92
0,02
0,24ó 98
0,005 2
7 8
0,00
0,25
0,22
88
0,03
0,235
94
0,0'5
0,245 98
0,005 2
9
0,25
0,22
88
0,03
0,245
98
0,005
0,248( 99
0,002 1
10
0,05
0,035
70
0,015
0,050 100
2 ml
—
|
ka rychlé a b e z p e č n é dělení i o n t ů a jejich s k u p i n srážecími způsoby v objemu n ě k o l i k a k a p e k v z o r k u a t í m celkovou kvalitativní analysu /' m i l i g r a m o véh o množství. Vedle filtrační násosky bylo použito n ě k t e r ý c h dalších j e d n o d u chých p o m ů c e k . Srážení se p r o v á d í ve z k u m a v k á c h p r ů m ě r u 10 — 18 mm, ale jejich výška je jen 10 — 30 m m (obr. 5). Z k u m a v k a m ů ž e býti zasazena v p r o h l u b n i v y v r t a n é do dřeva. J e však l é p e ji zachytiti v d r á t ě n é m s t o j á n k u p r o j e d n u z k u m a v k u , k t e r é h o je p a k m o ž n o p o u ž í t i jako d r ž á t k a a k t e r ý je m o ž n o položiti na h o r k o u aebestovou síťku, c h c e m e 4 i obsah z k u m a v k y zavařit nebo o d p a ř i t . Stojánek Je z m ě k k é h o p o z i n k o v a n é h o d r á t u p r ů m ě r u 1 — 2 m m , s t o č e n é h o podle obr. 6. P o kud je t ř e b a p r o v á d ě t i v a n a l y t i c k é m p o c h o d u k a p i č k o v é теаксе, lze s výhodou použíti p l o c h é b e z b a r v é sklo, na k t e r é m se o h r a n i č í čarou n a p s a n o u čistým p a r a f i n e m plocha 1 X 1 cm až 2 X 2 cm p r o j e dmi reakci. V o d n é roztoky nesmáčejí p a r a f i n o v a n é sklo a zůstanou v obra n i č e n é m p r o s t o r u . P o d sklo se podloží podle p o t ř e b y b u ď bílý nebo černý lesklý p a p í r . Velmi slabé b a r e v n é odstíny se stanou zřetelnějšími, nassajeme-li p o z o r o v a n o u k a p a l i n u do k a p i l á r n ě zúžené t r u b i č k y . P o t ř e b n ý sirovodík se p ř i p r a v í p ů s o b e n í m z ř e d ě n é kyseliny na sirník železnatý v j e d n o d u c h é m přístroji, k t e r ý se s k l á d á z trubice prů m ě r u 10 — 14 m m , délky asi 200 m m , k t e r á je 20 n i m o d k o n c e p r o tažena v k r á t k o u k a p i l á r u . N a d toto zmení se dají k o u s k y sirníku žel e a n a t é h o , n a d n ě o d d ě l e n ě n ě k o l i k c h o m á č k ů skelné vaty. N a h o ř e s e trubice u z a v ř e j e d n o u v r t a n o u z á t k o u , k t e r o u p r o c h á z í t r u b i č k a prů m ě r u 4 m m . К t é se p ř i p o j í k a u č u k o v o u h a d i č k o u srážecí trubice. P o 220
kud (potřebujeme «sirovodík, ponoříme trubici do zkumavky 18 mm s ky selinou. Není-li sirovodík právě třeba, předěláme trubici 'do zkumavky s vodou a zkumavku s kyselinou lehce nizátkujeme (obr. 7). Použití ipopsaného náčiní umožňuje velmi rychlý kvalitativní roz bor malého množství látky i za použití reagencií běžných pro nnakroanalysu. Použit byl v zásadě postup dělení kationtů podle B ö t t g e r a . Pro ověření použitelnoisti byl připraven roztok, který v objemu 0,30 ml obsahoval po 0Д0 mg Ag, Pb, Bi, Cu, Cd, Ni, Co, Fe, Zn, Ca, celkem I mg kationtů., Všechny tyto kationty ise podařilo postupně v roztoku dokázati, když к analyse bylo vzato 0,3 ml a 0,6 ml roztoku, to je jeden nebo dva mg kationtů. Při pokusech s 0,15 ml roztoku, to je 0,5 mg kationtů, nebyla reakce na zinek »sirovodíkem dosti průkazná a vápník bylo nutno sraiziti přímo jako šťavelan, uhličitanem amonným nevznikla patrná lasedlina. Tím bylo prokázáno, že při použití běžných reakcí je možno pomocí filtrační násosky a ostatních popsaných pomůcek amalysovati s úspěchem velmi malá množství látky.
Souhrn Byl popsán nový filtrační způsob dělení ssedliny od roztoku v ob jemu několika kapek použitím speciální skleněné filtrační náeosky. Ta to umožňuje jednoduché a při tom kvantitativní dělení sraženiny od roz toku, její promytí a další zpracování. Ztráty po dvojnásobném promytí ssedliny několika kapkami promývacího roztoku jsou 1—4%, což pro účely kvalitativní analysy je postačující. Byly také popsány některé dailší jednoduché pomůcky pro mi kro analysu, reakční nádobky, stojánek, kapkovací destička a přístroj pro vývoj sirovodíka. Popsané zařízení bylo vyzkoušeno na běžném systematickém postupu kvalitativního dě lení kationtů. Pro kvalitativní stanovení až 10 kationtů vedle sebe dostačuje 1 mg vzorku v objemu 0,3 ml.
Некоторые технические вспомогательные средства качественного микроанализа Ян Вржештял Выводы Описан новый фильтрационный метод выделения осадка от раствора в объеме нескольких капель, при помощи специального стеклянного фильтровального си фона. Он сделает возможным просто и количественно виделыть осадок от рас твора, промывать его и далее разработать. Потери после двойного промыва ния осадка несколькими каплями промывной жидкости 1—4%. Описаны также некоторые простые вспомогательные средства для микроанализа — реакцион ная посуда, капельная пластинка и прибор для выделения сероводорода. Описаное устроение исследовано на обычном систематическом приеме качествен ного разделения катионов. Для качественного определения 10 катионов доста точно 1 мг пробы в объеме 0,3 мл. Получено в Редакцию 27 марта 1952. '<21
EINIGE TECHNISCHE BEHELFE DER QUALITATIVEN MIKROANALYSE JAN VftESŤAL Zusammenfassung Ein neuer Filtrationsart für die Trennung der Niederschläge von der Flüssig keit mit Hilfe yon einer gläsernen Mikroheber wurde beschrieben. Dieser ermöglicht einfache und dabei quantitative Trennung des Niederschlages von der Flüssigkeit» sein vollständiges Waschen und weiteres Verarbeiten. Die Verluste bei zweimaligen Durchwaschen des Niederschlages sind 1—4%, was für die Zweeke der qualitativen Analyse vollkommen genügend ist. Ее wnrde auch einige weitere einfache Hilfsmittel für die Mikroanalyse. Reaktionsgefässe» Ständer, Tüpfelplatte und ein Schwefelwasserstoffentwickelungsapparat beschrieben. Beschriebene Einrichtung wurde anf dem gewöhnlichen qualitativen Gange für die Kationen geprüft. Bei qualitativer Ermittelung bis 10 Kationen nebeneinander genügt 1 mg der Probe in 0,3 ml. In die Redaktion eingelangt den 27. III. 1952 LITERATURA 1. 2. 3. 4. 3. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
222
K o m á r e k К., Mikrochemie I, Praha 1948. T a n a n a j e v N. A., Kapeľnyj analiz I I I , Moskva 1931. F e i g 1 F., Qualitative Analyse mit Hilfe von Tüpfelreaktionen, 1938. G u t z e i t G., Helv. Chim. Acta 12, 829 (1929). H e l l e r K., K r u m h o l z P., Mikrochemie, 7 213 (1929). H e l l e r K., Mikrochemie 8> 33 (1930). K r u m h o l z P., F e i g l F., Qualitative Analyse mit Hilfe von Tüpfelreaktionen, 1938, 357. T a n a n a j c v N. A., Drobný j analiz, Moskva 1930. M a 1 j a r o v K. L., Mikrochemie 6, 103 (1928). C a l e y E. R., Ind. Engng. Chem. Analyt. Edit. 2, 11 (1930). C l a r k e L., H e r m a n с е H. W., Mikrochemie 78, 289 (1933) G o r b a c h G., Mikrochemie 31, 111 (1913).
