Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

 

 

 

Анализируемое вещество тем или иным мето­дом сначала переводят в раствор. Затем из этого раствора последовательно выделяют содержа­щиеся в нем химические элементы или их соеди­нения и взвешивают на аналитических весах с возможно большей точностью. Так, например, чтобы определить состав бронзы (сплав олова и меди), надо взвешенную навеску бронзы поме­стить в стеклянный стаканчик и прилить туда азотной кислоты. При взаимодействии с азотной кислотой медь переходит в раствор в виде азотнокислой меди, а олово окисляется до двуокиси олова SnO2. Образовавшуюся двуокись олова отфильтровывают, прокали­вают и взвешивают. Зная вес бронзы, а также вес образовавшейся двуокиси олова, можно лег­ко подсчитать содержание олова и меди в на­шем сплаве.

Весовой анализ применяют в практике ред­ко, так как он весьма трудоемок и чувствитель­ность его невелика — около 0,01%. Правда, в прошлом с помощью весового анализа были сделаны многие открытия.

В 1886 г. немецкий химик К. Винклер ана­лизировал довольно редкий минерал аргиродит, который незадолго до этого был обна­ружен в Саксонии. Методы весового анализа к тому времени были разработаны уже доста­точно хорошо, и Винклер определил, что в новом минерале содержались в основном сереб­ро и сера и небольшие примеси железа, цинка и ртути. Но когда он складывал процентное содер­жание всех найденных элементов, сумма упорно держалась на 93 и никак не хотела доходить до 100. Что же могли представлять собой неулови­мые 7 % ? Винклер делает смелое предположе­ние: 7% принадлежат неоткрытому элементу. Его предположение полностью подтвердилось. Слегка изменив схему анализа, он выделил эти неуловимые 7% и доказал, что они относятся к новому, неизвестному элементу, который и был назван в честь родины Винклера германием.

РАДИОАКТИВНОСТЬ И ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Чувствительность весового анализа невели­ка — всего около 0,01%. Что это значит? Если в 1 г меди определили 0,01 % примеси железа, это значит, что в данном образце меди содер­жится 1018 атомов железа. Такое громадное число даже и назвать трудно. Иначе говоря, в кусочке меди приблизительно на 10 000 ее атомов приходится один атом железа. А как

при таких подсчетах выглядят другие методы анализа? Чувствительность определения железа спектрофотометрическим методом можно до­вести до 1•10-6%. Если такое количество мы сможем определить в 1 г меди, то это будет озна­чать, что в нем содержится лишь 1014 атомов железа и один его атом приходится на 100 000 000 атомов меди.

Есть ли еще более чувствительные методы анализа, которые определяли бы даже отдель­ные атомы? Оказывается, такие методы сущест­вуют и основаны они на явлении радиоактив­ного распада.

Изотопы всех элементов, расположенных в периодической системе за висмутом, подвер­жены радиоактивному распаду. Одна из наибо­лее важных характеристик этих изотопов — их период полураспада, т. е. время, за которое количество данного элемента уменьша­ется вдвое (см. ст. «Великий закон»). Зная эту ха­рактеристику, можно точно идентифицировать, т. е. опознать, любой радиоактивный изотоп и установить, какому элементу он принадлежит.

Вскоре после открытия явления радиоак­тивности выяснилось, что альфа-частицы, ис­пускаемые некоторыми радиоактивными эле­ментами, имеют постоянную величину так на­зываемого свободного пробега в воздухе. Если мы имеем, например, торий, уран и радий, то альфа-частицы первого пролетают в воздухе самое маленькое расстояние, а альфа-частицы последнего — самое большое. Причем путь их можно наблюдать в специальном приборе — камере Вильсона. Таким образом, помещая изу­чаемое вещество в камеру Вильсона и наблю­дая следы, оставленные альфа-частицами, мож­но не только качественно, но и количественно подсчитать распавшиеся единичные атомы.

Методы анализа, основанные на том или ином способе измерения радиоактивности, полу­чили название радиометрических. И хотя их чувствительность необычайно высока, все же использовать многие из них для целей аналити­ческого определения химических элементов час­то очень трудно. Во-первых, работа с камерой Вильсона очень трудоемка. А во-вторых (и это главное), ведь не все элементы радиоактивны, и тем более альфа-излучатели. Если же элемент и радиоактивен, но является бета- или гамма-излучателем, его идентифицирование в камере Вильсона крайне затруднено.

Но все же химики-аналитики нашли способ «приручить» радиоактивность для своих нужд. Они разработали метод активационного анализа. Почти все химические эле-

382