РАЗДЕЛ 2. Техника эксперимента
2.1. Техника низкотемпературной направленной кристаллизации
Для проведения низкотемпературной направленной кристаллизации водных растворов
использовали разработанную, а затем усовершенствованную лабораторную установку
[2].
Установка имеет механизмы вертикального перемещения и реверсивного вращения
цилиндрического стеклянного контейнера, а также холодильную камеру, заполненную
жидким антифризом (рис. 2.1). В камере поддерживали температуру переохлаждения
на 10°С при помощи испарителя холодильного агрегата компрессорного типа,
датчиком температуры служил контактный термометр. При определении общей
минерализации воды в камере поддерживали постоянную температуру –15°С,
одинаковую для всех водных растворов.
Направленную кристаллизацию проводили, начиная с затравки, по методу
Бриджмена-Стокбаргера.
В стеклянный контейнер предварительно вводили исследуемый водный раствор, далее
контейнер закрепляли в держателе и опускали с заданной скоростью из зоны
кольцевого нагревателя сопротивления в зону антифриза. Осуществляли
принудительное перемешивание раствора над растущим слитком реверсивным
вращением контейнера вокруг собственной оси (скорость вращения 5с-1, период
вращения в одну сторону, период остановки 1с-1). Как показано в работах [39],
принудительное перемешивание раствора над растущим слитком ведет к улучшению
распределения определяемого компонента между твердой и жидкой фазами.
Стеклянные контейнеры защищали от пыли фторопластовой пленкой.
Рис 2.1 Принципиальная схема установки для направленной кристаллизации водных
растворов:
1 – привод вращения; 2 – привод вертикального перемещения; 3 – платформа; 4 –
устройство для ручного перемещения платформы; 5 – стойка; 6 – контактный
термометр; 7 – холодильная камера; 8 – антифриз; 9 – испаритель; 10 – пульт
управления; 11 – мешалка; 12 – нагреватель сопротивления; 13 – контейнер с
пробой; 14 – контрольный термометр; 15 – держатель; 16 – шкив; 17 – шпиндель;
18 – устройство для ручного перемещения шпинделя.
ННК водных растворов для определения коэффициентов распределения и для
определения общей минерализации воды проводили в стеклянных контейнерах,
изготовленных из стекла сорта «Пирекс» или «Симакс» с малым коэффициентом
линейного расширения (рис. 2.2 и 2.3).
Контейнеры большей емкости (около 100мл) использовали для проведения
концентрирования микропримесей и определения характеристических коэффициентов
распределения, контейнеры малой емкости (25мл) – для определения ОМВ.
Отбор концентрата проводили следующим образом. По окончании процесса
кристаллизации в контейнер вливали 2 мл доведенной до кипения
бидистиллированной воды, растворяли верхнюю часть слитка, полученный концентрат
взвешивали и, после соответствующей пробоподготовки, анализировали.
Содержание модельной микропримеси арсеназо-1 в образце определяли следующим
образом. Предварительно строили градуировочные зависимости светопоглощения от
концентрации арсеназо-1 в двух диапазонах концентрации: первый – от 20 до
125мкг Арсеназо-1, второй – от 5 до 20мкг Арсеназо-1.
Исходный раствор №1 Арсеназо-1 (0.5%мас.) готовили путем растворения точной
навески арсеназо-1 в 500 мл бидистиллированной воды.
При взятии навесок пользовались лабораторными равноплечими весами 2-го класса
АДВ-200м.
Построение градуировочного графика для диапазона 20 - 125мкг Арсеназо-1. В
мерные колбы на 25 мл вводили соответственно 2.5; 2; 1.5; 1; 0.5 мл исходного
раствора №1 Арсеназо-1 и доводили до метки бидистиллированной водой.
Построение градуировочного графика для диапазона 5 - 20мкг Арсеназо-1. Готовили
раствор №2 Арсеназо-1: пипеткой отбирали 10 мл раствора №1, переносили в мерную
колбу емкостью 100 мл и доводили до метки бидистиллированной водой.
Рис. 2.2. Контейнер большой емкости для направленной кристаллизации водных
растворов.
Рис. 2.2. Контейнер малой емкости для определения общей минерализации воды.
В мерные колбы емкостью 25 мл вводили соответственно 2; 1.5; 1; 0.5 мл раствора
№2 и доводили до метки бидистиллированной водой.
Измерение светопоглощения проводили на однолучевом спектрофотометре СФ-46 при l
= 510 и 530 нм (в зависимости от рН концентрата) в кюветах с l = 5 см и на
однолучевом спектрофотометре СФ-2000-02 в спектрофотометрических кюветах с l =
1 см. В ряде случаев измерение светопоглощения проводили в
спектрофотометрических кюветах l = 5 см с фторопластовыми вкладышами
(рис. 2.4.), позволяющими при той же длине поглощающего слоя повысить
чувствительность определения в 5 раз благодаря меньшему разбавлению
анализируемого раствора [2].
Рис. 2.4. Фторопластовый вкладыш для спектрофотометрических кювет
с поглощающим слоем 5см (размеры указаны в мм).
рН водных растворов измеряли на иономере «Эконикс-Эксперт-001-4-0.1» в режиме
термокомпенсации. Для измерения рН водных растворов и концентратов использовали
специальный комбинированный рН-электрод для микрообъемов ЭСК-10614, стандартный
комбинированный рН-электрод ЭСК-10601/7-К-80.7. Для определения перхлоратов
использовали перхлорат-селективный комбинированный датчик «Ионикс 122.073»
Стандартные буферные растворы, использованные для предварительной градуировки
иономера, готовили в соответствии с рекомендациями [149].
Для приготовления водно-солевых растворов использовали следующие реактивы:
* Вода дистиллированная по [ГОСТ 6709-72], дополнительно перегнанная в
кварцевом приборе;
* Йодид цезия, ос.ч. 17-2, [ТУ 6-09-4083-75], перекристаллизованный;
* Нитрат калия, х.ч.;
* Сульфат натрия, х.ч.;
* Хлорид натрия, о.с.ч.;
* Гидрокарбонат натрия, ч.д.а.;
* Дигидрофосфат калия, ч.д.а.;
* Карбонат н
- Київ+380960830922