4. Окремі методи аналізу

4.1. Мікрокристалоскопічний аналіз

Спостерігаючи під мікроскопом за кристалами характерної форми, які випадають в осад у реакціях іонів з аналітичними реагентами, можна швидко і впевнено виявити ці іони в розчині аналіту. Однак, досягнення такого результату вимагає розуміння особливостей процесів і оволодіння технікою експерименту. Кристали речовини набувають характерної форми, завдяки якій їх розпізнають, тільки за оптимальних умов кристалізації. Для однієї і тієї ж речовини кристали можуть мати різний вигляд залежно від умов утворення, концентрації, швидкості кристалізації, присутності сторонніх солей і значення рН.

Важливим є повільний ріст кристалів при утворенні їх зі слабо пересичених розчинів, коли спочатку утворюється мало центрів кристалізації, а потім з них формуються великі кристали. З сильно пересичених розчинів одержати такі кристали неможливо, оскільки тоді утворюється дуже багато зародкових кристалів. Крім того, при швидкій кристалізації дрібні і мало характерні за формою кристали часто зрощуються, утворюючи дендрити (деревоподібні форми).

Сторонні речовини, які є у розчині і здатні сорбуватися на гранях кристалів, можуть затримувати ріст окремих граней та змінювати форму кристалів. Наприклад, NaCl у присутності сечовини кристалізується з води не у вигляді кубів, а октаедрів. На форму кристалів може також впливати хімічний склад осаджувача. Кристали СаС₂О₄ матимуть різну форму, коли використовують, як осаджувачі, Н₂С₂О₄ чи (NH₄)₂С₂О₄. Щоб аналіз був надійним, найкраще порівнювати форму одержаних для аналіту кристалів з тими, які одержані за таких самих умов з відповідної чистої речовини.

Викладене вище зумовлює особливості двох основних методик виконання мікрокристалоскопічного аналізу.

За першою з них одну з речовин беруть у твердому стані і до неї додають розчин другої, що реагує з нею. В міру розчинення речовини і поступової її дифузії, у віддаленій частині краплі встигають вирости правильно сформовані кристали, особливо на її краях. Реагент у твердому стані можна одержати також, якщо нанести краплю розчину (переважно аналіт) на предметне скло і обережно випаровувати її насухо. Після цього наносять на це ж місце краплю розчину другого реагента, скляною паличкою змішують її з сухим залишком, через 1-2 хв вже можна спостерігати за утвореними кристалами. У випадку сильно розведених розчинів аналіту масу сухого залишку можна значно збільшити послідовним нанесенням і випаровуванням на предметному склі декількох його крапель. Кожну наступну краплю наносять тоді, коли від попередньо випаруваних на склі залишився тільки сухий залишок. Для випаровування насухо рідини предметне скло на деякий час поміщають на пластину нагрітої водяної “бані” або тримають за один з країв високо над полум’ям газового пальника. Висоту полум’я при цьому роблять мінімальною. У жодному разі не вносять скло в зону полум’я і не доторкаються до полум’я поверхнею скла.

За другою методикою використовують тільки розчини обох речовин, краплі яких наносять поруч на предметне скло і з’єднують їх між собою кусочком волокна чи скляної нитки. Рідинний місток між краплями повинен бути якомога вужчим, тоді розчинені речовини повільніше дифундують від однієї краплі до іншої.

Умови росту кристалів різняться між собою. На периферії крапель, а також в зоні містка, розчинник швидше випаровується і кристали там почнуть утворюватися швидше. У центрі крапель випаровування незначне, кристали виростають симетричнішими, хоч з’являються пізніше. Якщо розчинність осаду є великою, то повільній кристалізації сприяє повільне випаровування краплі. Випаровування не доводять до кінця, бо в такому разі одночасно з продуктом реакції з розчину викристалізуються всі інші солі, а тоді аналітичний ефект не простежується. Випаровують тільки до утворення кристалів на краях краплі.

Предметне скло з одержаними кристалами поміщають на предметний столик мікроскопа. Їх розглядають при малому збільшенні (50120). Перш за все, дзеркало мікроскопа встановлюють так, щоб його поле зору було добре освітленим. Коли на столик мікроскопа кладуть предметне скло з одержаними кристалами, то стежать, щоб нижня поверхня скла була сухою. Спостерігаючи збоку, встановлюють об’єктив на відстані приблизно 0,5 см від предметного скла. Потім дивляться лівим оком в окуляр (праве око повинно залишатися відкритим) і дуже повільно піднімають тубус, повертаючи кремальєру до моменту появи чіткого зображення кристалів. Якщо це не вдається, то тубус опускають знову так, щоб віддаль між об’єктивом і предметним склом стала дещо меншою, ніж 0,5 см, і, дивлячись в окуляр, знову повільно піднімають тубус. В жодному разі не опускають тубус, коли дивляться в окуляр, бо тоді можна змочити об’єктив розчином, що пошкоджує його. Якщо на об’єктив все ж потрапляє рідина, то його відразу ж витирають м’якою сухою тканиною.