Методи поділу та очищення речовин

Перекристалізація є найважливішим методом очищення твердих речовин. Цим методом можна відокремлювати як розчинніші, так і менш розчинні домішки. Проте слід пам'ятати, що перекристалізація як спосіб очищення ефективна лише відділення невеликих кількостей домішок, т. е. є способом очищення, але з методом поділу. При вмісті основної речовини менше 90-95% перекристалізація проходить з великими втратами і не дає високого ступеня очищення. У цих випадках до перекристалізації бажано позбавитися основної частини забруднень за допомогою інших методів. Необхідно також враховувати, що перекристалізація завжди супроводжується втратою речовини, причому втрати тим більше, чим більше забруднена речовина.

Вибір розчинника. Правильний вибір розчинника для перекристалізації в більшості випадків визначає успішне очищення речовини цим методом. Навіть у випадках, коли є літературні дані, необхідно провести попередні досліди в пробірках з малими кількостями речовин, оскільки розчинність брудної речовини може істотно відрізнятися від розчинності чистої речовини. Придатним розчинником для перекристалізації буде такий, який погано розчиняє речовину на холоді, добре розчиняє при кип'ятінні, і при охолодженні отриманого розчину випадають кристали очищеної речовини. При підборі розчинника зазвичай прагнуть, в першу чергу, використовувати найменш токсичні, що становлять найменшу небезпеку в пожежному відношенні та доступні рідини.Якщо речовину можна перекристалізувати з кількох розчинників, слід пам'ятати, що кристалізація з розчинів меншої концентрації забезпечує більшу ступінь чистоти. У тому випадку, якщо не вдається підібрати відповідний розчинник, використовують суміші розчинників. Для цього беруть дві рідини: одну, яка добре розчиняє речовину, і іншу, що необмежено змішується з першою і погано розчиняє речовину, що очищається. Розчиняють речовину в першому розчиннику і доливають другий розчинник до випадання осаду, потім суміш нагрівають до кипіння. Якщо осад при нагріванні розчиняється, а потім при охолодженні знову випадає, то з такої суміші можна перекристалізовувати (таку суміш можна використовувати для перекристалізації). Підбір розчинника для перекристалізації проводять шляхом пробіркових дослідів, для яких зазвичай достатньо 5-10 мг речовини та кількох крапель розчинника. Співвідношення речовини та розчинника у пробіркових дослідах оцінюють приблизно. Підбір суміші розчинників краще проводити на укрупнених пробах, щоб мати можливість оцінювати кількісно оптимальний склад суміші. Зручний розчинник, 5-10 мл якого розчиняють приблизно 0,1 - 0,5 г речовини (або, при необхідності, 1 л повинен розчиняти близько 200 г речовини). Нерідко процес кристалізації протікає повільно і появи кристалів потрібно досить тривалий час. Для прискорення появи кристалів застосовують швидке та сильне охолодження розчину, внесення затравки – один-два кристалики речовини. Дуже ефективно розтирання розчину скляною паличкою на стінках колби або пробірки.Щоб речовина не виділялася у вигляді олії, слід вибирати розчинник з температурою кипіння на 10-15 ° С нижче температури плавлення перекристалізується речовини. На основі приблизної оцінки кількості розчинника, необхідного для перекристалізації всієї речовини, підбирають колбу такого розміру, щоб максимальне її заповнення розчинником не перевищувало 2/3 її об'єму (переконайтеся в чистоті колби та відсутності на ній тріщин!). До перекристалізації речовину треба зважити, і навіть визначити ступінь її чистоти (t^, ТСХ). Проведення перекристалізації. У кристалізаційну колбу вносять основну кількість речовини (-90%), доливають близько 2/3 необхідної кількості розчинника, обережно нагрівають розчин до кипіння і кип'ятять його деякий час, поки процес розчинення не зупиниться (часто розчинення, особливо великих кристалів, йде повільно, і тому не можна поспішати швидко припиняти кип'ятіння розчину). Потім доливають ще частину розчинника, що залишився, і знову кип'ятять розчин. Після повного розчинення присипають решту речовини (обережно! можливе спінювання!) і додають ще розчинник до повного розчинення (при кип'ятінні) речовини (наприкінці розчинник необхідно додавати якомога меншими порціями). Щоб знати обсяг використаного розчинника, найкраще приливати розчинник із мірного циліндра.

При перекристалізації з будь-яких розчинників, крім води, колба обов'язково має бути забезпечена зворотним холодильником (повітряним або водяним, залежно від леткості розчинника). Розчинник приливати до гарячого розчину можна тільки через холодильник. Працюючи з легколетучими і легкозаймистими рідинами необхідна підвищена обережність: працювати лише під тягою, далеко від можливих джерел займання, нагрівання виробляти відповідними приладами. Часто після розчинення речовини у розчині залишаються нерозчинні домішки. Відрізнити їх від недорозчиненої речовини можна як на вигляд, так і припинення зменшення їх кількості при додаванні чергових порцій розчинника. Для їх видалення застосовують гаряче фільтрування розчину, краще із застосуванням вакууму. При проведенні цієї операції потрібна особлива обережність - обов'язково працювати під тягою! Вирву перед фільтруванням треба нагріти, так як на холодній вирві відразу ж може початися кристалізація речовини. Фільтрувати гарячі розчини на вирві Бюхнера не можна, оскільки паперовий фільтр у цьому випадку легко рветься! Надійне використання пористих скляних фільтрів. Краще застосувати конічну лійку, що обігрівається, зі складчастим фільтром. Для зменшення кристалізації речовини на фільтрі (при цьому можливе забивання його пір) часто використовують дещо більше розчинника, ніж необхідно для простої перекристалізації. Після відокремлення від нерозчинних домішок колбу охолоджують водопровідною водою. Для повного випадання речовини використовують охолодження крижаною водою. Нерідко для повного відділення осаду навіть за хорошого охолодження потрібно тривалий час (до кількох годин). Одна з найчастіших причин невдач при перекристалізації - використання зайвих кількостей розчинника.Після закінчення кристалізації випав осад відфільтровують, промивають невеликою кількістю чистого розчинника і висушують до постійної маси. Перекристалізований продукт зважують, визначають його температуру плавлення та хроматографічну чистоту та порівнюють з цими характеристиками до перекристалізації. Якщо в результаті перекристалізації речовина почистила, але домішки ще присутні, повторюють перекристалізації ще раз. Якщо ж при перекристалізації (першої чи наступних) вміст домішок не змінюється (про що можна судити за температурою плавлення та ТСХ), треба перекристалізувати речовину з іншого розчинника. Зазвичай перекристалізація із двох-трьох різних розчинників дозволяє очистити речовину від будь-яких домішок.

Робота 4. Перекристалізація бензойної кислоти

• • забруднена бензойна кислота; • колби Ерленмейєра (2 шт.);
• • дистильована вода • конічна лійка;
• • фільтри;
• • нутч-фільтр;
• • годинникове скло

У колбі Ерленмейєра нагрівають 0,5 г забрудненої бензойної кислоти та 25 мл води. Після розчинення проводять гаряче фільтрування. Для цього в іншу колбу Ерленмейєра наливають 2-3 мл води так, щоб вона повністю покривала дно колби; вставляють конічну вирву зі складчастим фільтром і нагрівають воду до кипіння. Після того, як пари води нагріють вирву, на фільтр наливають гарячий розчин кислоти. Фільтрат охолоджують, а бензойну кислоту, що випала, відсмоктують на нутч-фільтрі, поміщають на годинникове скло і сушать на повітрі. Визначають кількість та розраховують вихід бензойної кислоти після перекристалізації.Вимірюють температуру плавлення очищеної та вихідної бензойної кислоти і порівнюють отримані значення між собою та з наведеним у довіднику.

Перекристалізація

Перекристалізація - один із найефективніших методів очищення твердих з'єднань. Цей метод заснований на різній розчинності хімічних сполук у гарячому та холодному розчиннику (ізогідрична кристалізація) або зміні концентрації розчину (ізотермічна кристалізація).

Розчинність більшості органічних сполук істотно залежить від температури розчинника: зі збільшенням температури - збільшується розчинність. В результаті в гарячому розчиннику вдається розчинити більшу кількість речовини, ніж може містити той же розчинник при низькій температурі. І, при охолодженні, з насиченого за високої температури розчину випадає "зайва" речовина.

Речовини різні за структурою (особливо полярності) мають різну розчинність у розчинниках (див. Як вибрати розчинник для кристалізації). Тому, здебільшого, вдається отримувати насичений розчин лише з одному компоненту - як наслідок саме цей компонент і виділяється при кристалізації, інші - залишаються у розчиненому вигляді.

Процес кристалізації йде на "зародках" кристалів (мікротріщини посуду, порошинки і т.п.) і при досить повільній швидкості процесу (див. Швидка або повільна кристалізація, Техніки вирощування монокристала для РСА) призводить до монокристалів індивідуального з'єднання, що характеризується особливою фізичною властивістю. Температурою плавлення.

Температура плавлення - Діапазон температури від початку до повного розплавлення речовини при нагріванні.Вимірювання температури плавлення речовини, будова якого вже було встановлено, може бути використана для однозначного підтвердження його структури:

Порівняти отримане значення зі значенням довідкової літератури для цієї сполуки (методика реакції, специфікація на упаковці, бази даних, наприклад, Beilstein database).

Хіміки найчастіше використовують такі типи перекристалізації:

Методи очищення хімічних реактивів: перекристалізація, перегонка та дистиляція, сублімація; зневоднення (абсолютування) спирту, бензолу, ефіру

Різні способи очищення хімічних реактивів: фізичні, хімічні за допомогою іонообмінних смол. Найчастіше в лабораторній практиці використовуються при розподілі та очищенні речовин наступні прийоми: перегонка та сублімація, екстракція, кристалізація та перекристалізація, висолення.

Іонний обмін та адсорбція

Іонний обмін належить до ефективних методів поділу, що використовуються, зокрема, для глибокого очищення деяких речовин. Поділ проводять за допомогою іонообмінних смол, що представляють високомолекулярні сполуки з реакційноздатними Н + або ОН - групами (катіоніти або аніоніти ).

При пропущенні розчину електроліту через таку смолу відбувається обмін іонів металу чи кислотного залишку, відповідно, на Н+ чи ОН- .

Це дозволяє, наприклад, переводити сіль у кислоту, що використовується, зокрема, для отримання чистої йодної кислоти НIO ₄ з розчину періодату натрію NaIO₄ (Вуліх А. І. та ін. У книзі Методи отримання хімічних реактивів та препаратів. М., вид. ІРЕА, 1967).

Цікаво, що поряд із звичайними іонообмінними смолами можна застосовувати окислене вугілля, яке отримується при обробці вугілля азотною кислотою або іншими окислювачами.

На відміну від активного вугілля, що є аніонітом, окислене вугілля має властивості катіоніту. Він виявляє певну вибіркову здатність: так, з розчину, що містить Са 2+ та NH ₄ + сорбує майже виключно (на 98%) Са 2+ . Це дозволяє успішно використовувати його для очищення багатьох солей.

З розчину NaCl можна повністю видалити Mg 2+; розчини солей Mg 2+ Са 2+ і Zn 2+ добре очищаються від Cu 2+ , Al 3+ , Fe 3+ і т. д. За допомогою 10 г окисленого вугілля можна очистити від мікродомішок до 20 л 10-30%- ного розчину солі.

Здатність сорбентів до поглинання тих чи інших домішок значною мірою залежить від того, у формі якої сполуки знаходиться ця домішка. У зв'язку з цим останніми роками широко застосовується переклад іонів домішок, наприклад, в диэтилдитиокарбаминатные комплекси з наступною сорбцією їх у вугіллі. Це дозволяє досягти дуже хороших результатів, знижуючи вміст домішок до 10-5-10-6%. Цей метод успішно випробуваний на великій кількості солей.

Екстракція

Екстракційний метод поділу речовин застосовують уже протягом багатьох десятиліть, особливо в аналітичній хімії, але тільки останнім часом він набув дуже важливого значення для отримання чистих та надчистих речовин. Метод заснований на вилучення одного з компонентів розчину за допомогою органічного розчинника, що не змішується з розчином.

Компонент, що екстрагується, розподіляється між розчином і шаром органічного розчинника у відношенні, що залежить від коефіцієнта розподілу:

Переваги екстракційного методу:

• екстракцію можна проводити з надзвичайно розведених розчинів (при досить великому коефіцієнті розподілу),
• при екстрагуванні не відбувається співосадження і речовина, що екстрагується, може бути кількісно виділено в чистому вигляді,
• метод дозволяє розділяти такі речовини, які не вдається розділити іншими методами, наприклад, при очищенні солей уранила від домішок Fe, В, Мо та ін.

Найчастіше екстракції піддаються сполуки катіонів з органічними реагентами (дитизоном, оксином та інших.). Як органічні розчинники часто використовують діетиловий ефір, хлороформ, аміни та складні ефіри.

Цей метод очищення заснований на відмінності розчинності домішки у твердій речовині та в розплаві. Зразок твердої речовини (наприклад, стрижень з металу, що підлягає очищенню) повільно пересувають через вузьку зону нагрівання, при цьому відбувається поступове розплавлення окремих ділянок зразка, що знаходяться в зоні нагрівання. Домішки, що містяться в зразку, накопичуються в рідкій фазі, разом з нею пересуваються вздовж зразка і по закінченні плавки виявляються наприкінці зразка. Як правило, зонну плавку повторюють багаторазово. Найчастіше зразок рухається через кілька зон, що обігріваються, що дозволяє в кілька разів скоротити час очищення.

Зонна плавка

Достоїнствами зонної плавки є простота апаратурного оформлення, порівняно невисокі температури проведення процесу (порівняно з ректифікацією) та висока ефективність очищення. Таким шляхом, наприклад, очищається германій до вмісту домішок близько 10-8%. З кожним роком все більше речовин, призначених для найбільш відповідальних цілей, проходить очищення методом зонної плавки.

З рівним успіхом можна очищати неорганічні та органічні продукти. Щоправда, зонна плавка не завжди може бути успішно використана. Наприклад, зонною плавкою не можна відокремити Au від Ag. Аналогічний принцип покладено основою так званого методу витягування Чохральського.

Транспортні реакції

Цей метод широко використовується для отримання особливо чистих речовин для напівпровідникової техніки та радіоелектроніки. Принцип його полягає в тому, що тверда або рідка речовина А, що очищається, взаємодіє по оборотній реакції з газоподібною речовиною В, утворює газоподібний продукт С, що переноситься (транспортується) в іншу частину системи, де внаслідок зміни умов відбувається його розкладання з виділенням чистої речовини А:

Класичним прикладом транспортної реакції є очищення металевого нікелю через карбоніл (метод Монда). Порошок нікелю обробляють при 45-50 °С окисом вуглецю: Ni + 4CO ⇆ Ni(CO) ₄

Газоподібний Ni(CO) ₄ надходить до іншої частини реакційного апарату, де при 180-200 °С розкладається, даючи чистий нікель, а CO знову направляють у процес.

Метод транспортних реакцій застосовується отримання різних речовин як простих, і складних. Як транспортуючий агент часто використовують галогени, галогеноводороди, водяну пару, кисень, водень та ін. Наприклад, при отриманні особливо чистих речовин Ni, Cu, Fe, Cr, Si, Ti, Hf, Th, V, Nb, Ta і U застосовують йод. Напрямок транспорту (із зони з низькою температурою в зону з високою температурою чи навпаки) визначається термодинамічних властивостей (знаком теплового ефекту). При екзотермічних реакціях транспорт речовини виробляється у більш нагріту зону, як у прикладі з очищенням Ni *10 .

Метод транспортних реакцій зручний для очищення від елементів, що відрізняються своїми хімічними властивостями від основного елемента. Перевагою транспортних реакцій є можливість проведення всіх операцій у стерильних умовах, оскільки ці реакції проходять у замкнутому обсязі і без великих кількостей реагентів.

1. Методи очищення хімічних реактивів: перекристалізація, перегонка та дистиляція, сублімація; зневоднення (абсолютування) спирту, бензолу, ефіру.

Перекристалізація

З усіх методів очищення солей та інших твердих електролітів та органічних сполук на перше місце за застосовністю слід поставити перекристалізацію. Це пов'язано як з простотою процесу, так і з його ефективністю (принаймні при грубій очистці).

Скориставшись підвищенням розчинності солей при нагріванні, можна приготувати насичений за температури кипіння розчин, відфільтрувати його від механічних домішок і охолодити; при цьому найчастіше вдається отримати кристали досить чистої солі. Це пов'язано з тим, що при охолодженні розчин виявляється пересиченим тільки по відношенню до основної речовини, тоді як солі - домішки, присутні в кількості відсотка, залишаються в маточному розчині.

Такою є елементарна схема процесу перекристалізації.

Насправді перекристалізація протікає набагато складніше, оскільки може супроводжувати ряд процесів, значно знижують ефективність очищення при кристалізації. Так, іони або молекули домішок можуть бути механічно захоплені кристалами основної речовини, що утворюються (оклюзія, інклюзія).

Неминуча також більша або менша адсорбція іонів домішок на поверхні кристалів, хоча при утворенні великих кристалів, що мають невелику питому поверхню, роль адсорбції невелика.

Ефективність очищення речовини перекристалізацією залежить також від її розчинності. При розчинності речовини, що лежить у межах 5-30%, очищення відбувається значно повніше, ніж при розчинності 75-85%. Звідси випливає, що перекристалізація недоцільна при очищенні дуже легкорозчинних речовин.

Дистиляція та ректифікація

Очищення речовин дистиляцією полягає в тому, що з випаровуванні суміші рідин пар виходить зазвичай іншого складу - відбувається його збагачення легкокиплячим компонентом суміші. Тому з багатьох сумішей можна видалити легко киплячі домішки або, навпаки, перегнати основну речовину, залишивши домішки, що важко киплять, в перегінному апараті.

Часто доводиться стикатися із системами, при перегонці яких всі компоненти відганяються у незмінному співвідношенні (азеотропні суміші). В цьому випадку поділу не відбувається і очищення перегонкою неможливе. Як приклади азеотропних сумішей можна навести водні розчини НСl (20,24% HCl) та етилового спирту (95,57% С₂Н₅ВІН).

Для отримання чистих речовин (особливо при глибокій очистці) замість простої дистиляції вважають за краще використовувати ректифікацію, тобто процес, при якому відбувається автоматичне поєднання процесів дистиляції та конденсації. У колоні ректифікації пар зустрічається з різними фракціями конденсату, при цьому частина менш летючого компонента конденсується з пари в рідину, а частина більш летючого компонента переходить з рідини в пар.

Проходячи через безліч полиць ("тарелок") колони ректифікації, пара встигає настільки збагатитися більш летким компонентом, що на виході з колони практично містить тільки цей компонент (або азеотропну суміш).

Ректифікація використовується для очищення як рідких препаратів. Загальновідомо застосування ректифікації для поділу зріджених газів (кисень, азот, інертні гази тощо).

Для поділу на складові розчинів рідин або твердих тіл в рідини найчастіше користуються перегонкою (дистиляцією). В основі цього способу лежить різна леткість складових частин під час кип'ятіння розчину. До перегонки вдаються також визначення температури кипіння рідини. Перегонку ведуть або за звичайного тиску, або в розрідженому просторі. Перегонку в минулому дуже часто проводили в ретортах скляних, глиняних або металевих. Реторти нагрівали на вогнищі, а пари згущували в балоні-приймачі, що охолоджується водою. Останнім часом застосування реторту для перегонки стало вкрай обмеженим. Незручність їх полягає, головним чином, у тому, що приймач можуть легко потрапляти бризки киплячої рідини. Крім того, вони не дають достатньо місця для термометра; нарешті, тепер існують для цієї мети простіші та дешевші пристосування. Реторти тому застосовують тепер лише у виняткових випадках.

В даний час перегонка зазвичай ведеться в балоні з припаяною збоку трубкою. Перегонка за допомогою різного роду бань іде рівномірніше, але часто повільніше, ніж на голому вогні; взагалі, вибір того й іншого способу нагрівання залежить багатьох обставин.

Перегонку речовин легко займистих, наприклад, ефіру, сірковуглецю тощо.п., потрібно вести з великими обережностями, приймач добре охолоджувати, закривати, ставити подалі від вогню тощо. Щоб уникнути цього, в балон кидають наперед якесь пористе тіло, напр. пемзу або тонкі капілярні трубки, іноді тальк, платину та ін. У цих умовах пароутворення йде правильно і вся поверхня рідини покривається дрібними бульбашками.

сублімація, сублімація.

Багато твердих тіл вже при нагріванні нижче температури плавлення випаровуються і сідають на холодних стінках, як кажуть, сублімуються. Одні випаровуються легше, інші важче; цим і користуються для поділу їх; кристалічні речовини можуть дати при цьому чудово утворені кристали.

Інший прийом для поділу аналізованих сумішей заснований на вживанні розчинників. Тут можна розрізнити два випадки: розчинник витягує якісь одні речовини, не чіпаючи інших, або розчин переходять всі і потім поділяються відповідними прийомами. У першому випадку насамперед намагаються, щоб взята речовина була, по можливості, краще подрібнена, щоб не було утруднено доступ розчиннику. Обробка розчинником ведеться, як із розчиненні. Кількість розчинника залежить від натури речовини, ступеня подрібнення, температури та ін., але воно по можливості має бути мало, щоб розчин вийшов міцнішим. Зручно примушувати розчинник фільтруватися через шар видобутої речовини, напр. його поміщають у трубку з відтягнутим кінцем і доливають розчинник. Якщо він леткий, все це робиться в закритому просторі.Нагрівання значно полегшує вилучення (екстрагування). Існує безліч приладів, де екстрагування ведеться тим самим кількістю розчинника, який відганяється при самій операції. Дуже зручний прилад Сокслета.

Інший спосіб поділу полягає в кристалізації з розчинів.

Сутність його полягає в наступному: речовину розчиняють, потім розчин охолоджують або повільно випаровують, тоді виділяються речовини менш розчинні або (при однаковій розчинності) ті, які знаходяться в більшій кількості. Кристалізація ведеться до певної межі; рідина потім видаляється з кристалів, вони знову розчиняються і розчин знову кристалізуються і т.д.

З кожною кристалізацією кристали все більше стають однорідними за складом, якщо, зрозуміло, була взята суміш, здатна до поділу кристалізацією. Як розчинник вибираються такі рідини, в яких розчинність солей, що виділяються, з температурою сильно змінюється. Здебільшого застосовується вода, спирт, ефір, бензол, ацетон, хлороформ та ін. або їх суміші. Для розчинення беруть якнайменше рідини і при нагріванні одержують насичений або близький до насичення розчин. Нерозчинний залишок відфільтровують, використовуючи вирву з нагріванням. Кристалізація проводиться у склянці чи кристалізаторах.

Коли хочуть отримати великі і добре утворені кристали, насичений при нагріванні розчин залишають спокійно і наскільки можна повільно охолодитися; Проте такі кристали завжди містять у собі сліди розчинника. Щоб отримати дрібні кристали, охолоджують розчин при помішуванні.Якщо речовина утворює пересичені розчини, то викликають кристалізацію, кинувши в розчин кристалик речовини, що виділяється. У деяких випадках кристалізація проводиться при випаровуванні, наприклад. коли речовина майже однаково розчинна при нагріванні та звичайн. темп. Кристали відокремлюються від маточного розчину вказаним вище способом. Матковий розчин піддається подальшій кристалізації чи ні, зважаючи на обставини. У поодиноких випадках, отримавши суміш кристалів, їх розділяють пінцетом під лупою або на підстави їхньої питомої ваги, кидаючи їх, напр., в таку рідину, в якій одні тонуть, а інші ні.

Зневоднення органічних реактивів.

Найпоширенішим засобом для зневоднення для органічних рідин, що містять невелику кількість води, є прожарений хлористий кальцій, але їм не можна сушити спирти і аміни.

Абсолютування спирту.

Для отримання безводного (абсолютного) спирту можна застосовувати збовтування з прожареним мідним купоросом, обробку негашеним вапном з подальшою дистиляцією, обробку металевим натрієм, а ще краще - кальцієм.

Для звільнення ефіру від води наполягають його з прожареним СаCl₂, далі з металевим Na (до припинення виділення бульбашок Н2), а потім відганяють. Необхідний для зневоднення-я абсолютний спирт готується наступним чином: подрібнений мідний купорос прожарюють в тиглі доти, поки він від втрати води не прийме виду білого порошку, який і всипають у склянку зі спиртом. Безводний мідний купорос забирає від спирту воду, причому стає знову синім.

Цим шляхом можна також відчувати доброякісність абсолютного алкоголю: прожарений білий купорос не повинен у ньому синіти.При зневодненні ефіру надходять так само, як і при зневодненні-і спирту. Зневоднення починають відразу з 100°-ного спирту в тих випадках (тут він є і фіксатором), коли потрібна для фарбування субстанція, наприклад глікоген, розчиняється у водних фіксаторах.

Можливості одержання абсолютно чистих речовин.

Насамперед слід підкреслити, що у практичному сенсі чистота речовини поняття відносне, залежить від призначення речовини. Так, у побуті називають чистою звичайну воду і вже принаймні відносять до цієї категорії дистильовану воду, оскільки в численних випадках її використання така вода поводиться як хімічний індивід. Насправді дистильована вода далеко не є чистою речовиною, вона містить розчинені гази, порошинки та в невеликих кількостях солі та кремнієву кислоту, витягнуті зі скла. Така вода не тільки не може служити еталоном чистоти, але навіть не може бути використана у багатьох відповідальних роботах (визначення електропровідності, отримання напівпровідникових матеріалів тощо).

Часто дається визначення чистої речовини як фізично і хімічно однорідного матеріалу, що має певний комплекс постійних властивостей і не змінюється при подальшому очищенні його найдосконалішими засобами. Однак таке визначення далеко не бездоганне, і оцінка чистоти сильно залежить від рівня розвитку техніки. Зміст домішок у препаратах особливої ​​чистоти вимірюється мільйонними і мільярдними частками відсотка і з погляду практичного використання такі препарати вважатимуться цілком чистими. Справді: що означає домішка 3-10-8%? Це означає, що один атом домішки посідає 30 мільярдів атомів речовини.

Будь-яка робота з речовинами такої високої чистоти вимагає виняткової акуратності та ретельних застережень проти можливого забруднення препарату. Найменший недогляд призводить до різкого зниження чистоти препарату. Якщо, наприклад, розтерти препарат у агатовій ступці, вміст Cu збільшується з 6·10 -8 до 1·10 -7 %, тобто вдвічі. Достатньо проводити аналіз найчистішої HNO3 або HCl на відкритому повітрі (а не в боксі зі спеціально очищеним повітрям), як вміст Ca, Mg, Fe, Ni, Pb та інших домішок зростає на цілий порядок. Слід зазначити, що найважче проводити очищення речовини від "звичайних" забруднень, як перераховані вище. Це тим, що є дуже багато джерел забруднення кальцієм, магнієм, залізом і подібними домішками. Лабораторний посуд, вода, пил, що знаходиться в повітрі і на спецодязі, - все це створює можливість попадання нікчемних забруднень в препарат, що очищається. Навіть використання експериментатором косметичних засобів (пудра, губна помада) може призвести до зниження якості препарату високої чистоти через забруднення його цинком, магнієм та ін.

Чим менша допустима кількість домішок в очищуваній речовині, тим складніше видалення цих домішок і тим більша ймовірність забруднення. У цьому полягає труднощі отримання речовин граничної чистоти. Коли ми підходимо до видалення останніх "слідів" забруднень, то стикаємося з дивовижним фактом: чим чистішою стає речовина, тим сильніше змінюються її властивості. Відомо, що напівпровідникові властивості германію виявляються лише в тому випадку, якщо вміст домішок стає меншим за 10 -7 %.

Щонайменше відомий той факт, що ретельне висушування речовин, тобто видалення останніх слідів сорбованої води, призводить до різкої зміни фізичних констант.

Коли метиловий спирт висушили фосфорним ангідридом протягом 9 років, температура кипіння спирту замість 66 виявилася 120 °С.