Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
110. L. Peterman n, Helv. Phys. Acta 24, № 6, 569 (1951). Использование фосфоресцирующих веществ для обнаружения ультразвука.
ГЛАВА XV
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
БОГАТСТВ НЕДР ЗЕМЛИ
1. Нефть и битумы
Исключительная чувствительность люминесцентного анализа и возможность применения его как экспресс-метода оказались весьма полезными при исследовании богатств недр земли и в первую очередь в исследовании залежей нефти. На первый взгляд как будто странно, что к нефти, добываемой в миллионах тонн, применяют метод, позволяющий обнаруживать сотые миллиграмма вещества. Но дело в том, что геолог-разведчик по битуминозности пород судит о направлении, в котором надлежит вести поиски нефти. Содержание битумов в породе ничтожно мало, число же образцов, анализируемых на содержание битума, должно быть колоссальным; только массовый характер анализов позволяет геологу разрешать стоящие перед ним задачи. Таким образом, специфические особенностп люминесцентного анализа - чувствительность и быстрота выполнения - представляют именно те свойства, какими должны обладать методы исследования, пригодные для разрешения данной практической задачи.
У нас в Союзе работа в этом направлении началась незадолго до войны [1-7]. В настоящее время многие геологоразведочные лаборатории широко применяют люминесцентный метод анализа в своей повседневной практике, базируя ее на результатах параллельно проводимой исследовательской работы.
Следует отметать, что, несмотря на широкое применение люминесцентного анализа в нефтепоисковой работе, вопрос о том, какими именно компонентами обусловливается здесь люминесценция, находится еще в стадии выяснения. Только постепенно удается переходить от сортового анализа, довольствующегося констатацией флуоресценции, к более надежному химическому флуоресцентному анализу.
Основными приемами люминесцентного анализа, какими пользуются при его применении в данной области, являются непосредственные наблюдения флуоресценции, а именно: наблюдения свечения битумов в породе или в растворе после извлечения из породы, наблюдения флуоресценции нафтеновых кислот в пластовых водах, а также наблюдения флуоресценции растворов нефти. Для химика-аналитика в каждом отдельном случае существенно знать, какими именно веществами обусловливается наблюдаемая им флуоресценция.
Нефти и битумы представляют собой многокомпонентные смеси углеводородов. Следовательно, цвет и интенсивность их флуоресценции не зависят от кислотности среды; равным образом влияние растворителя долж-
1]
НЕФТЬ И БИТУМЫ
281
но быть минимальным. Впрочем, это утверждение отнюдь нельзя принимать безоговорочно; оно заведомо неверно, если флуоресценция нефти обусловливается примесями, принадлежащими к иным классам органических соединений, например нафтеновыми кислотами, порфиринами и т. д.
Наблюдаемая флуоресценция нефти или битума представляет суммарное свечение всех флуоресцирующих компонентов. Различие цвета флуоресценции обусловливается не только тем, что в состав отдельных нефтей и битумов могут входить разные компоненты, но и неодинаковым количественным соотношением компонентов, флуоресцирующих разным цветом. Цвет флуоресценции нефти или битума определяется флуоресценцией количественно преобладающего компонента только в том случае, если среди остальных компонентов нет таких, которые при одинаковой концентрации обладают значительно более яркой флуоресценцией или флуоресцируют светом, для которого чувствительность глаза много больше. Например, смесь из двух компонентов, обладающих флуоресценцией синего и зеленого цвета, может нам казаться флуоресцирующей синим светом только в том случае, если вещество с зеленым цветом свечения содержится в значительно меньшем количестве или обладает флуоресценцией существенно менее яркой; это обусловливается тем, что чувствительность человеческого глаза много больше в зеленой части спектра, чем в синей. Кроме того, на цвет свечения влияет присутствие компонентов, поглощающих в интервале длин волн, частично совпадающем со спектром люминесценции.
В состав различных сортов нефти входят преимущественно углеводороды следующих типов: 1) предельные парафиновые углеводороды, состав которых отвечает формуле С?гН2П+2'> 2) нафтены, т. е. алициклические углеводороды предельного характера общей формулы СпН2п; 3) ароматические углеводороды - бензол, его высшие гомологи и соединения с конденсированными ароматическими ядрами; 4) непредельные углеводороды ряда этилена с общей формулой СПН2П; 5) более сложные высокомолекулярные углеводороды, представляющие, например, конденсированные алициклические системы. .
Кроме того, нефть содержит небольшое количество соединений, в состав которых входят кислород, сера и азот.
Количественное соотношение представителей отдельных классов далеко не одинаково в нефтях различного происхождения. Как известно, главную составную часть американской пенсильванской нефти составляют предельные парафиновые углеводороды. Наши кавказские нефти отличаются высоким содержанием нафтенов: циклопентана, циклогексана и их многочисленных производных.
