1.铂器皿
铂又称白金,价格比黄金贵,由于它有许多优良的性质,尽管出现了各种代用品,但许多分析工作仍然离不开铂。铂的熔点高达℃,化学性质稳定,在空气中灼烧后不起化学变化,也不吸收水分,大多数化学试剂对它无侵蚀作用,耐氢氟酸性能好,能耐熔融的碱金属碳酸盐。因而常用于沉淀灼烧称重、氢氟酸溶样以及碳酸盐的熔融处理。铂坩埚适用于灼烧沉淀。铂制小舟、铂丝圈用于有机分析灼烧样品。铂丝、铂片常用于电化学分析中的电极,以及铂铑电热电偶等。
铂器皿的使用应遵守下列规则:
(1)铂的领取、使用、消耗和回收都要有严格的制度。
(2)铂质软,即使含有少量铱铑的合金也软,所以拿取铂器皿时勿太用力,以免变形。不能用玻璃棒等尖锐物体从铂器皿中刮出物料,以免损伤其内壁,也不能将热的铂器皿骤然放入冷水中冷却。
(3)铂器皿在加热时,不能与任何其他金属接触,因为在高温铂易于与其他金属生成合金。所以,铂坩埚必须放在铂三脚架上或陶瓷、黏土、石英等材料的支持物上灼烧,也可放在垫有石棉板的电热板或电炉上加热,不能直接与铁板或电炉丝接触。所用的坩埚钳子应该包有铂头,镍的或不锈钢的钳子只能在低温时使用。
(4)下列物质能直接侵蚀或在其他物质共存下侵蚀铂,在使用铂器皿时,应避免与这些物质接触。
①易被还原的金属和非金属及其化合物,如银、汞、铅、铋、锑、锡和铜的盐类在高温下易被还原成金属,与铂形成合金;硫化物和砷及磷的化合物可被滤纸、有机物或还原性气体还原,生成脆性磷化铂及硫化铂等。
②固体碱金属氧化物和氢氧化物、氧化钡、碱金属的硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物等,在加热或熔融时对铂有腐蚀性。碳酸钠、碳酸钾和硼酸钠可以在铂器皿中熔融,但碳酸锂不能。
③卤素及可能产生卤素的混合溶液,如王水、盐酸与氧化剂(高锰酸盐、铬酸盐、二氧化锰等)的混合物,三氯化二铁溶液能与铂发生作用。
④碳在高温时,与铂作用形成碳化铂,铂器皿用火焰加热时,只能用不发光的氧化焰,不能与带烟或发亮的还原火焰接触,以免形成碳化铂而变脆。
⑤成分和性质不明的物质不能在铂器皿中加热或处理。
⑥铂器皿应保持内外清洁和光亮。经长久灼烧后,由于结晶的关系,外表可能变灰,必须及时注意清洗,否则日久会深入内部使铂器皿变脆。
(5)铂器皿清洗 若铂器皿有了斑点,可先用盐酸或硝酸单独处理。如果无效,可用焦硫酸钾于铂器中在较低温度熔融5~10min,把熔融物倒掉,再将铂器皿在盐酸溶液中浸煮。若仍无效,可再使用碳酸钠熔融处理,也可用潮湿的细砂轻轻摩擦处理。
2.其他金属(金、银、镍、铁等)器皿
(1)金器皿 它不受碱金属氢氧化物和氢氟酸的侵蚀,价格较铂便宜,故常用来代替铂器皿,但它的熔点较低(℃),故不能耐高温灼烧,一般须低于℃。硝酸铵对金有明显的侵蚀作用,王水也不能与金器皿接触。金器皿的使用注意事项,与铂器皿基本相同。
(2)银器皿 价廉,它也不受氢氧化钾(钠)的侵蚀,在熔融此类物质时仅在接近空气的边缘处略有腐蚀。银的熔点℃,不能在火上直接加热。加热后表面生成一层氧化银,在高温下不稳定,在℃以下稳定。银易与硫作用,生成硫化银,故不能在银坩埚中分解和灼烧含硫的物质,不许使用碱性硫化试剂。熔融状态的铝、锌、锡、铅、汞等金属盐都能使银坩埚变脆。银坩埚不可用于熔融硼砂。浸取熔融物时不可使用酸,特别不能用浓酸。银坩埚的质量经灼烧会变化,故不适于沉淀的称量。
(3)镍坩埚 镍的熔点℃,在空气中灼烧易被氧化,所以镍坩埚不能用于灼烧和称量沉淀。它具有良好的抗碱性物质侵蚀的性能,故在实验室中主要用于碱性溶剂的熔融处理。
氢氧化钠、碳酸钠等碱性溶剂可在镍坩埚中熔融,其熔融温度一般不超过℃。氧化钠也可在镍坩埚中熔融,但温度要低于℃,时间要短,否则侵蚀严重。酸性溶剂和含硫化物熔剂不能用镍坩埚。若要熔融含硫化合物时,应在过量的过氧化钠氧化环境下进行。熔融状态的铝、锌、锡、铅等金属盐能使镍坩埚变脆。银、汞、钒的化合物和硼砂等也不能在镍坩埚中灼烧。
新的镍坩埚在使用前应在℃灼烧数分钟,以除去油污并使其表面生成氧化膜,处理后的坩埚应呈暗绿色或灰黑色。以后,每次使用前用水煮沸洗涤,必要时可滴加少量盐酸稍煮片刻,用蒸馏水洗涤烘干使用。
(4)铁坩埚 铁坩埚的使用与镍坩埚相似,它没有镍坩埚耐用,但价格便宜,较适用于过氧化钠熔融,以代替镍坩埚。铁坩埚中常含有硅及其他杂质,也可用低硅钢坩埚代替。铁坩埚或低硅钢坩埚在使用前应进行钝化处理,先用稀盐酸,然后用细砂纸轻擦,并用热水冲洗,放入5%硫酸-1%硝酸混合溶液中浸泡数分钟,再用水洗净、干燥,于~℃灼烧10min。
常用溶剂所适用的坩埚列于表2-18中。
表2-18 常用溶剂所适用的坩埚
注:“+”表示适用;“-”表示不适用。