Удаление веществ, мешающих анализу

От влияния веществ, мешающих анализу, можно избавиться различными методами. Наиболее удобным является способ маскирования, который используется, в основном, при определении ионов металлов оптическими или электрохимическими методами. Для этого ионы, мешающие анализу, связывают в стойкие комплексные соединения, которые не дают аналитического сигнала, свойственного определяемому металлу. В то же время добавленный к раствору комплексообразующий реагент не должен влиять на измеряемый аналитический сигнал, т.е. не должен практически связывать определяемый ион. Для выполнения этих условий необходимо чтобы константа стойкости комплексного соединения определяемого иона с маскирующим реагентом была значительно меньше константы стойкости иона, который мешает анализу с этим же реагентом.

При анализе природных вод таких условий достичь тяжело через то, что в водах всегда присутствуют неорганические и органические комплексообразующие соединения, влияние которых на определяемые ионы, учесть практически невозможно.

Поэтому для маскирования тех ионов, которые мешают анализу, при возможности их переводят в такую степень окисления, в какой они не мешают анализу, разрушают комплексы или предварительно отделяют ионы металлов экстракционным сорбционным или электрохимическим методами.

Определению общей концентрации ионов металлов, в частности, d- элементов, особенно мешают органические высокомолекулярные соединения, которые образуют с ионами металлов кинетически инертные стойкие комплексы, маскирующие элементы, которые необходимо определять. Поэтому перед определением металлов эти комплексы необходимо разрушить, т.е. учитывать влияние растворённых органических соединений.

В случае, когда ионы металлов определяют в достаточно кислом растворе в виде стойких закрашенных комплексов, например, при определении общего содержания железа в виде комплекса Fe²⁺ c о- фенатролином (Phen) связывание железа в комплексные соединения FeL_n^2-h с природными лигандами воды в большинстве случаев не мешает анализу, потому что равновесие

FeL_n^2-h + 3Phen + nH⁺ ↔ Fe (Phen)₃²⁺ + nHL (20)

практически полностью сдвигается в сторону образования закрашенной аналитической формы Fe (Phen)₃²⁺. В других случаях органические комплексообразующие соединения природных вод предварительно разрушают. Для этого чаще всего используют метод так называемого «мокрого сжигания» или фотохимическую и ультразвуковую деструкцию.

Для мокрого сжигания, которое заключается в окислении органических веществ природных вод, пробу воды подкисляют смесью концентрированной серной и азотной кислот в соотношении 1 : 1 выпаривают до появления густых паров серной кислоты. После этого разбавляют дистиллированной водой, прибавляют раствор KMnO₄ и кипятят 3 – 5 минут. Если раствор стал бесцветным, тогда ещё добавляют KMnO₄ и опять кипятят. Избыток KMnO₄ разлагают кипячением с HCl или добавлением по каплям разведенного раствора Н₂С₂О₄ до обесцвечивания раствора. Для «мокрого сжигания» используют кислоты особой чистоты, в которых содержание тяжёлых металлов незначительно.

При анализе фильтрованной природной воды целесообразно использовать способ фотохимической деструкции органических веществ.

Фотохимическую деструкцию проводят по следующей методике. В пробирку ёмкостью 50 – 100 мл наливают пробу природной воды и добавляют несколько капель разведенной H₂SO₄ до рН ~ 1. Затем пробу размещают под лучами ртутной лампы мощностью 1000 Вт так, чтобы расстояние от лампы до поверхности воды было не больше 5 – 6 см. Пробирки охлаждают, продувая воздух сбоку вентилятором. Фотохимическую деструкцию проводят в течение 50 – 60 минут. При наличии катализатора HgCl₂ деструкция основной массы органических соединений заканчивается через 15 – 20 минут. Полноту деструкции контролируют определением химического употребления О₂ (ХУК) отдельной порции воды, обработанной аналогично.

Ультразвуковая обработка проб воды значительно ускоряет разложение органических соединений.

При определении в природных водах органических соединений их при необходимости отделяют от компонентов, мешающих анализу, и концентрируют экстракционным или сорбционным методом.