МИНЕРАЛИЗАЦИЯ органических веществ в химическом анализе, разложение органическое веществ и материалов на их основе с целью выделения определяемых элементов в виде устойчивых неорганическое соединений (так называемой аналит. форм), удобных для анализа подходящим методом. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ подвергают индивидуальные органическое соединение, природные объекты животного и растит. происхождения, сложные композиции с органическое и неорганическое составляющими (например, почвы), полимерные материалы и др.

Различают физических и химический способы МИНЕРАЛИЗАЦИЯ Первые основаны на воздействии высоких температур или на использовании электрический разрядов. К ним относят, например, термическую МИНЕРАЛИЗАЦИЯ (в том числе в присутствии катализаторов), лазерный пиролиз, разложение вы-сокомол. соединений искровым разрядом.

Наиб. широко применяют химический способы МИНЕРАЛИЗАЦИЯ, которые основаны главным образом на окислит.-восстановит. реакциях. При этом реагентами служат окислители и восстановители в любом агрегатном состоянии. Обычно анализируемый объект подвергают "сухому" или "мокрому" окислению. Сухое окисление можно осуществить, например, кислородом воздуха при нагревании в присутствии катализаторов или без них (в трубке, тигле, муфельной печи, калориметрич. бомбе). Этот способ используют при анализе многие природные объектов (битумы, смолы и др.) для определения в них таких элементов, как Н, В, С, N, S, Р, галогены и др. Одним из способов сухой окислит. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ является сплавление с окислителями (наиболее часто используют Na₂O₂). Однако из полученного продукта сложно выделить отдельные составляющие для последующей их анализа, что связано с мешающим взаимным влиянием содержащихся в нем веществ. Окислительную МИНЕРАЛИЗАЦИЯ применяют, в частности, для определения азота в органическое соединение по методу Дюма. В качестве окислителей используют оксиды меди(II), никеля, марганца, ванадия, свинца, кобальта (иногда с добавлением О₂). В автоматич. анализаторах сухую окислит. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ осуществляют газообразным кислородом или твердыми окислителями в присутствии катализатора; элементы определяют хрома-тографически в виде СО₂, Н₂О, N₂, SO₂ и др.

Окислительную МИНЕРАЛИЗАЦИЯ применяют и в методах Шёнигера, в которых образец разлагают в замкнутом сосуде при высокой температуре. Известны многие модификации этого способа разложения. Так, иногда бумагу для навески пропитывают раствором KNO₃, добавляют к навеске вещества с высоким содержанием кислорода или углерода (сахароза, додециловый спирт и др.), вводят в поглотит. раствор Н₂О₂, N₂H₄^.H₂SO₄, N₂H₄^.H₂O, Na₂S₂O₃ и др. вещества в зависимости от особенностей определяемого элемента и его аналит. формы.

Высокоэффективным способом окислительной МИНЕРАЛИЗАЦИЯ является разложение образцов с помощью "возбужденного" кислорода (кислородной плазмы), который получают, пропуская газообразный О₂ под давлением 133-665 Па через высокочастотное электрический поле. Достоинства такого способа МИНЕРАЛИЗАЦИЯ-быстрота разложения, отсутствие опасности загрязнения пробы материалом сосуда, селективность (органическое часть можно отделить от неорганическое), что важно, в частности, при анализе почв. минералов, медико-биологическое образцов, объектов животного и растит, происхождения, содержащих одновременно органическое и неорганическое составляющие. При МИНЕРАЛИЗАЦИЯ возбужденным кислородом органическое часть и вода отгоняются (их можно анализировать отдельно), а многие элементы (Ag, As, Si, В, Be, Co, Cr, Mn, Мо, щелочные, щел.-зем. металлы и др.) образуют оксиды. Последние растворяют в кислотах и определяют различные аналит. методами.

Мокрым окислением (или мокрым сожжением) называют обработку образца кислотами (серной, азотной, хлорной, фосфорной, фтористоводородной или их смесями) в присутствии катализаторов и без них. Иногда к кислотам добавляют окислители: перманганаты, дихроматы, иодаты и др. Такой способ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ используют, например, в методах Кьельдаля и Кариуса, а также при анализе многоэлементных композиций и индивидуальных элементоорганическое соединение, содержащих В, Si, Cr и др. Недостаток его состоит в том, что получаемую после окисления смесь веществ трудно разделить.

Восстановительную МИНЕРАЛИЗАЦИЯ применяют значительно реже. В качестве восстановителей используют главным образом водород, щелочные металлы, углерод, аммиак, металлоорганическое соединения. При нагревании анализируемых соединений в токе водорода некоторые элементы (например, Cd, As, Hg, Zn) выделяются в свободный виде. Разработаны способы дистилляции (отгонки) током водорода Zn, Cd, Tl, In, Pb с последующей осаждением их на охлажденной алюминиевой поверхности. При определении кислорода в органическое веществах для восстановительной МИНЕРАЛИЗАЦИЯ последних используют Н₂ или NH₃ и кислород выделяется в виде Н₂О (аналит. форма); иногда образец подвергают пиролизу в токе инертного газа с последующей восстановлением образовавшегося СО₂ над нагретой графитизир. сажей до СО (аналит. форма).

Полное восстановление водородом органическое соединение, содержащих галогены, практически достигается только в присутствии небольших добавок NH₃, что приводит к образованию галогенидов аммония. Можно осуществлять восстановительную МИНЕРАЛИЗАЦИЯ сплавлением органическое веществ с металлами (в частности, с Na, К, Mg, Ca, Ti) при 400-900 °С в запаянных трубках или автоклавах. Этот метод, эффективный при определении галогенов, S, N, P, Si, As, Sb, широкого распространения не получил, однако некоторые его варианты используют в полевых условиях.

Для МИНЕРАЛИЗАЦИЯ применяют также совместно окислит. и восстановит. разложение образца. Примером может служить метод, в котором объект подвергают действию кислородно-водородной смеси при высокой температуре (до 2000 °С). При этом МИНЕРАЛИЗАЦИЯ образцов независимо от их массы и состава происходит достаточно полно и быстро. Таким способом можно мине- рализовать полифторир. термостойкие вещества, а также материалы, содержащие P, As, Se, V, В, Hg, Pb, Cu, Zn и др.

Высокоэффективным и перспективным вариантом восстановительной МИНЕРАЛИЗАЦИЯ является низкотемпературное плазменное разложение. Для получения низкотемпературной (100-300 °С) плазмы применяют генераторы с выходной частотой 5-100 МГц; давление в системе поддерживают в интервале 130-2000 Па. В качестве восстановителей используют прежде всего NH₃, а также Н₂ и СН₄. Так, с помощью аммиачной плазмы определяли галогены (в том числе F) в мате риалах, трудноразлагаемых всеми известными способами (например, фторопласты, комплексные соединение металлов группы платины). Применение аммиачной плазмы с добавками О₂ позволяет минерализовать сложные композиц. материалы, содержащие фториды металлов.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей