Способ выделения кислорода из твердых неорганических веществ

 

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ИЗ ТВЕРДЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ реакцией взаимодействия с галогенсодержащим соединением и:последующим масс-спектрометричес ким из мер ением изотопного бостава, отличающий с я тем, что, с целью сокраще ния времени вьщеления, упрощения способа , обеспечения безопасности работы при сохранении точности, вьщеление кислорода ведут в форме СО, а в качестве галогенсодержащего соединения используют гидрохлорид или гидробромид гуаниди Га. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (и) А

3.y)) С 01 N 1./28 В

1 1=".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3471181/23-26 (22) 16.07.82 (46) 07.09.84. Бюл. Р 33 (72) Ф.И.Березовский, Ю.Н.Демихов, И.Ç.Коростышевский и Н.Н.Люта (71) Институт геохимии и геофизики минералов АН Украинской CCP (53) 543.05(088.8) (56) 1. Борщевский Ю.А. и др. Новый метод вьщеления кислорода и углерода из карбонатов и карбонатно-силикатных пород для изотопного анализа. Тезисы докл. на Ч Всесоюзном симпозиуме по геохимии стабильных изотопов, ч. П, И., 1974, с. 207-209.

2. Бродский А.И. и др. Изотопный анализ кислорода в воде лерсульфатным методом. — "Журнал аналитической химии", 1962 ° 17» с. 893 °

3. Борщевский Ю.А. и др. Новый метод вьщеления элементов из минералов для изотопного анализа. -"ДАН

СССР. Сер. геохимия", 1971, 196, )» 5, с. 1203-1205. (54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

ИЗ ТВЕРДЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ реакцией взаимодействия с галогенсодержащим соединением и последующим масс-спектрометрическим измерением изотопного состава, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сокраще ния времени выделения, упрощения способа, обеспечения безопасности работы при сохранении точности, выделение кислорода ведут в форме СО, а в качестве галогенсодержащего соединения используют гидрохлорид или гидробромид гуанидина.

1112260

Изобретение относится к неорганической и аналитической химии, .к способам подготовки проб для количественного химического анализа и может быть использовано при проведении физико-химических исследований в области изотопной геологии.

Известен способ выделения кислорода из карбонатов в виде СО при взаимодействии их с хлоридами некоторых металлов — РЬС, SnC0, ГЦ .

Однако эта реакция сопровождается образованием побочных продуктов, очистка от которых представляет значительные трудности. Кроме того, работа с хлоридами тяжелых металлов осложнена их гигроскопичностью и ядовитостью и поэтому требует специальных мер за, щиты.

Известен способ выделения кислорода из оксидов путем восстановления ик водородом с выделением воды, из которой кислород,тем или иным способом переводится в О или СО 2j.

Однако данный способ характеризуется трудоемкостью, в результате возрастает ошибка в определении изотопного состава и, кроме того, способ небезопасен.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения кислорода иэ неорганических веществ в форме Oz, заключающийся в том, что проводят реакцию взаимо- 35 действия кислородсодержащего вещества с фторирующими агентами — фторидами ксенона. Процесс осуществляют в никелевом реакторе при 300-500 С.

Изотопный состав кислорода опреде- 40 ляют масс-спектрометрическим измерением 533.

Однако известный способ длителен и ocJIQKHQH применением редких и дефицитных реактивов, использованием уста45 новок, выполненных из чистого никеля, и соблюдением особых мер безопасности.

Кроме того, работа с молекулярным кислородом требует особо тщательной герметизации и глубокого вакуумирования 50 (с предельным давлением 10 Па) установок. Поэтому более приемлемым для масс-спектрометрического определения изотопного состава кислорода является анализ его в форме СО . 55

Цель изобретения — сокращение времени выделения, упрощение способа и обеспечение безопасности работы при сохранении точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения кислорода из твердьи неорганических веществ путем проведения реакции взаимодействия с галогенсодержащим соединением, выделение кислорода осуществляют в форме СО, а в качестве галогенсодержащего соединения используют гидрохлорид или гидробромид гуанидина.

Предлагаемый способ основан на ря. де последовательньи реакций между гидрогалогенидами гуанидина и кислородсодержащим веществом, в результате которых происходит выделение СО и NH>, и может быть применен для ана. лиза оксидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов, арсенатов и т.п.

Способ осуществляют следующим образом.

В чистую сухую стеклянную ампулу вносят навеску гидрогалогенида гуани дина, взятого с 3-5-тикратным иэбытI ком относительно расчетного для данного вещества количества, и навеску кислородсодержащего вещества (5-15 мг). Далее ампулу с содержимым сушат в сушильном шкафу при атмосферном давлении и температуре 120 2 С в течение 3 ч (количество одновременно высушиваемых ампул ограничено только объемом сушильного шкафа).

Высушенную ампулу вакуумируют при давлении около 4 Па, запаивают и помещают в печь на 90+-5 мин при 300+5 C (количество ампул, помещаемьи в печь, определяется только объемом послед- . ней). Прогретую ампулу вскрывают в вакуумной установке (давление около

3 10 мм рт. ст. (4 Па), где после повторного прогрева при 400+10 С в течение 10 мин выделяется СОз, который очищают от сопутствующих продуктов серной кислотой и охладительными смесями (t =-(65-70) С) и вымораживают жидким азотом в калиброванный.объем (25 см ), присоединенный к манометру, по показаниям которого расчитывают количество выделившегося кислорода. После определения количест ва СО перемораживают в ампулу, отпаивают и передают на масс-спектрометр для изотопного анализа.

Пример 1, В качестве образца берут навеску СаСО (6 мг), являющегося внутренним стандартом по кислороду в Геологическом институте

АН СССР со значением 80 = 19,57

Составитель Л.Ананьева

Редактор Н.Джуган Техред М.Тепер Корректор E.Ñèðoõìàí

Заказ 6448/28 Тираж 822, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 з 11122 (относительно стандарта SNOW) и со держанием кислорода 2,88 мг.

Для СО, выделенного по приведенной технологии, получены значения

dO® + 19,2X. и содержание кислорода

2,85 мг, что составляет 99Х полноты выхода. Аналогичные измерения выполнены для внутренних стандартов

ВНИИЯГГ со значением h0+ =+16,3

Получено б0"в =+16,0Х с полнотой вы- 10 хода 99,5Х, для исландского шпата (США) со значением 80"5 =+21,3Х получено 80" =+21,6Х

Пример 2. В качестве образца берут навеску Ге О (16 мг), являю- 15 щегося внутренним стандартом по кислороду в лаборатории отдела геохимии изотопов и радиогеохронологии ИГФМ

АН Украинской ССР со значением

ЮО -О,ЗХ (относительно стандарта 2О

SNOW) и содержанием кислорода

4,80 мг.

Проводят выделение СО по описанной технологической схеме. Получено лв значение 60 =-О, 2Х и содержание 25 кислорода 4,75 мг, что составляет

98,9Х выхода.

Пример 3. В качестве образца берут навеску BaSO„ (15 мг), являющегося стандартным образцом 30

ГЕОХИ АН СССР со значением 60

+8,5Х (относительно стандарта ЯМОМ)и содержанием кислорода 4,12 мг.; .Получено значение 80 в =+8,7Х (ЯМОВ) и содержание кислорода 4,05 мг, что составляет 98,3 выхода. Как следует из приведенных примеров, расхож60 4 дения в определении 80" по предлагаемому способу не превышают собственной ошибки масс-спектрометрических измере1 ний. .С учетом всех вспомогательных операций, включая измерение на массспектрометре, Предлагаемый способ позволяет сократить время определения изотопного состава одного образца в 2-2,5 раза за счет того, что реакцию ведут в изолированной стеклянной ампуле и среднее время для одного образца уменьшается пропорционально количеству одновременно прогреваемых ампул. Если по известному способу прогрев реактора занимает в среднем

60 мин, то прогрев в печи 18 ампул в течение 90 мин в пересчете на 1 ампулу дает выигрыш во времени и занимает 5 мнн. Кроме этого, сокращение времени анализа происходит и за счет снижения времени откачки до получения соответствующего способу вакуума.

Предлагаемый способ выделения кислорода для последующего изотопного анализа является более выгодным и целесообразным, отличается от известных экономичностью, технологической простотой и высокой точностью выделения. Он не требует специальных реакторов, установления высокого вакуума и дефицитных реактивов и, кроме того, значительно сокращает время анализа бдного образца, что является сущест венным преимуществом при большом числе определений изотопного состава в геохимических исследованиях.