Определение элементного состава вещества (полимера или олигомера) методами количественного органического элементного микроанализа

4. Летучие и жидкие пробы запечатывают в металлические контейнеры или стеклянные капилляры

5. К навеске часто добавляют вспомогательный реагент, играющий роль катализатора окисления Kt, донора кислорода О2 или плавня, улавливающего примеси. Вспомогательными реагентами служат: перманганат серебра AgMnO4, оксид кобальта Co3O4, оксид марганцаMnO2, оксидмедиCuO, оксид вольфрамаWO3, оксид хромаCr2O3. Эти препараты обеспечивают быструю деструкцию исследуемых полимеров до газообразных продуктов

6. Хранение проб осуществляется в специальных герметичных микроэксикаторах (рисунок 4)

Рисунок 4 - Микроэксикатор

1- чашка Петри; 2 - металлическая крышка с отверстием, на которую ставится проба; 3 - корпус микроэксикатора; 4 - осушитель – силикагель.

7. Взвешивание проб проводят на электронных или электромеханических весах, не чувствительных к условиям окружающей среды. Например, это весы фирм «Сарториус», «Меттлер», "Кан 23", "ПеркинЭльмер" и др.

Диапазон измерений таких чувствительных весов от 0 до10мг.

Среднее квадратичное отклонение результатов взвешивания S, которое отражает случайную ошибку измерения, составляет:

· для диапазона взвешивания от 0 до1мг – S = 0,5 мкг, т.е. 0,5*10^-6г

· для диапазона взвешивания от 0 до10мг – S = 5 мкг, т.е. 5*10^-6г

Особенности стадии дозировки проб в прибор - анализатор

Спуск капсул с пробами в реактор (анализатор) осуществляется поворотными дисками – магазинами: (рисунок 5).

Рисунок 5 - Автоматический дозатор

1 - крышка; 2 - корпус; 3 - диск с отверстием (магазин); 4 - капсула с пробой;

5 - канал спуска проб в реактор (трубка реактора); 6 – вал вращения магазина.

Емкость магазина может достигать до 50 проб.

Схема и принцип работы реакционного блока

Реакционный блок – это кварцевая трубка с диаметром 9-14мм, помещенная в вертикальную печь .

Рисунок 6 – Реакционный блок

1 – гильза кварцевая; 2 – трубка кварцевая; 3 - разъемные печи для нагрева; 4 – катализатор окисления

В реакторе проходит полное окисление пробы при Т@1000⁰С, чаще всего в динамическом режиме в токе кислорода О₂и при добавке вспомогательных реагентов (смотри рисунки 6 и 7).

Окисление (минерализация) пробы проходит в 3-х зонах:

· Зоне пиролиза (Т=800-1000⁰С)

· Зоне доокисления (Т=1050⁰С)

·
В восстановительной зоне (Т=550-800⁰С)

Рисунок 7 – Трубка для сожжения (реакционный блок) с наполнителем:

1 –трубка кварцевая для одновременного определенияС, Н, и гетероэлементов, 2 – контейнер с навеской, 3 – гильзы кварцевые, 4 – серебро в виде сетки или проволоки, 5 – золотов виде сетки или проволоки, 6 -10 - разъемные печи для нагрева зоны сожжения, нагрева серебра, нагрева и охлаждения гильзы с золотом, нагрева зоны доокисления

В зоне пиролиза проба разлагается в токе О2или смеси О2иНе до СО, СО2, NO, NO2, SO3, NH3, HCN, CH4, Cl2и других газов. Одновременно окисляется и материал лодочки из Al, Sn. При этом идет экзотермическая реакция, которая превращает пробу в газообразные продукты. В качестве добавки к пробе для интенсификации окислителя используют WO3и V2O5.

Когда определяют содержание О2 в пробе, то пиролиз ведут в токе гелия.

Зона доокисления – часть реакционной трубки, которая заполнена Ktокисления и донором О2. Это может быть слой Cr2O3; CuO + CeO2; SnO2, Pt + Ag2WO4 + MgO; Ag2O + Ag2WO4, слой золотой и серебряной ваты и др.

Восстановительная зона обычно заполнена медной проволокой с большой площадью поверхности. Температура в восстановительной зоне 550-800⁰С, а при использовании угольного контакта с никелем Ni и платиной Pt температура поддерживается около 900⁰С.

В восстановительной зоне протекает:

· Восстановление оксидов азота – в азот N₂