7.2. Стехиографический метод дифференцирующего растворения

Золотов Юрий Александрович
Академик РАН

 

Автор этого метода фазового анализа В.В. Малахов писал в 2009 г. примерно следующее.

Рис. 7.1. Владислав Вениаминович Малахов (род. 20 октября 1934 г.), автор стехиографического метода дифферинцирующего растворения.

Уже много лет в журналах по аналитической химии публикуется мало статей по фазовому анализу. Проблема оказалась слишком сложной, например, для наиболее известного химическою метода фазового анализа – избирательного растворения. Как разделить смесь твёрдых фаз и узнать, что за фазы, если только и известно, что в составе смеси, например, десять элементов. До недавнего времени в аналитической химии отсутствовали методы, пригодные для эффективного решения подобных задач. Фактическая монополия физических методов привела к неприятию «мокрых» химических методов фазового анализа. Сложности проблемы разделения твёрдых фаз привели к потере интереса и самих химиков-аналитиков к решению задач определения в твёрдых многофазовых смесях как стехиометрического состава, так и содержания каждой из фаз. Но ведь речь не идёт о каких-то частных вопросах и задачах. Фазовый анализ – это громадная по объёму и по разнообразию объектов актуальная область неорганического анализа.

Ситуация изменилась после 1986 г., когда был создан стехиографический метод дифференцирующего растворения [1, 2].

Существо метода заключается в том, что твёрдая многокомпонентная, многофазная система (например, сложный катализатор или горная порода) подвергается градиентному растворению. Состав растворителя, например раствора кислоты, в процессе растворения изменяется в сторону увеличения ею растворяющей силы. В результате последовательно растворяются различные компоненты сложной системы. Полученный после растворения раствор непрерывно анализируется (обычно методом с индуктивно связанной плазмой). Регистрирующее устройство отслеживает не только содержание химических элементов, но и их соотношения. А соотношения позволяют делать вывод о том, какие соединения (фазы) в каждый данный момент растворяются.

Прибор для проточного анализа (стехиограф) был создан в Институте катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН. Блок-схема стехиографа включает ёмкости для компонентов растворителя, перистальтические насосы с электронной системой программирования состава и температуры растворителя, смеситель компонентов растворителя, термостатируемый проточный реактор, блок отбора проб и пробоподготовки, детектор элементного состава, блок накопления и обработки информации. Отдельные блоки комплекса соединены между собой системой капилляров. В качестве детектора используется, как уже сказано, спектрометр АЭС ИСП, позволяющий определять в потоке образующегося раствора одновременно и с периодичностью обычно 11 секунд 38 элементов (плюс ещё один из остальных по выбору) с пределами обнаружения на уровне 10^–2-10^–3 мкг/мл и погрешностью 1-5% отн. По ходу растворения можно сделать несколько сотен и тысяч измерений, что делает запись кинетики фактически непрерывной.

Рис. 7.2. Сотрудница Малахова А.А. Почтарь за работой на стехиографе.

С помощью этого метода решено много задач расшифровки фазового состава различных объектов. Подробнее о методе см., например, [3-5].

Малахов Владислав Вениаминович. Род. 20.10.1934 г. Доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Окончил Казахский университет им. С.М. Кирова в Алма-Ате (1957), работал инженером в лаборатории Лениногорского полиметаллического комбината. Окончил аспирантуру Казахского университета и в 1964 г. защитил кандидатскую диссертацию. В 1964 г. поступил на работу в Институт неорганической химии СО РАН в Новосибирске, а в 1966 г. возглавил аналитическую лабораторию Института катализа. Руководил исследованиями по развитию поликапиллярной хроматографии, в 1979 г. была изготовлена первая колонка (ПКК). На основе ПКК были созданы экспрессные анализаторы типа «Эхо». Решал проблему анализа веществ неизвестного фазового состава. В 1988 г. защитил докторскую диссертацию «Химические методы фазового анализа гетерогенных катализаторов». Автор около 250 научных публикаций, в том числе изобретений. Был председателем Сибирского отделения Научного совета РАН по аналитической химии. Неоднократно он был председателем оргкомитетов конференций «Аналитика Сибири и Дальнего Востока».