Органические аналитические реагенты
План
1.0. Введение.
1.1. Функциональные и аналитико-активные группы.
1.2. Реакции, основанные на использовании органических аналити - ческих реагентов.
1.3. Индикаторы.
1.0. Введение.
Органические аналитические реагенты (ОАР), как правило, обладают высокой чувствительностью и селективностью. Эти важные для анализа свойства обусловливают широкое применение ОАР в капельном, фотометрическим, хроматографическом методах анализа. Химическая реакционная способность органических соединений связана с наличием в молекуле определенных групп атомов: гидроксильной -ОН, гидросульфидной -SH, оксимной >C = NOH, иминной =NH, карбоксильной -СООН, сульфогруппой -S03H и др. Такие группы атомов являются реакционными центрами, а атом водорода, входящий в эти группы, может замещаться ионами металлов. Характер взаимодействия органических реагентов с неорганическими ионами зависит от электронной структуры ионов (от положения соответствующих элементов в периодической системе) и строения молекул органических веществ. Так, ОАР, в молекулах которых имеются кислородсодержащие реакционные центры, такие как карбоксильная -СООН, карбонильная >СО, гидроксильная -ОН, а также оксихиноидная С14Н6О2(ОН)2 группа атомов или их сочетание, наиболее приемлемы для реакций с неорганическими катионами, электронное строение которых подобно электронной конфигурации инертных газов (Na+, Са2+, Mg2+, Al3+ и т. п).
2) Магнезон С12H7N2(NO2)(OH)2:
в присутствии катионов Mg2+ тотчас изменяет красно-фиолетовую окраску ( при рН 9,8 — 11,2) на синюю, адсорбируется осаждающимся гидроксидом магния и окрашивает осадок в синий цвет.
3) Ализарин С14H6O2(OH)2, являясь реагентом на ионы Al3+, образует с гидроксидом алюминия нерастворимое ни в воде, ни в уксусной кислоте «алюминиевый лак» ярко-красного цвета (ализариновые лаки других катионов нерастворимы только в воде):
ОАР, содержащие легко поляризующиеся группировки атомов, такие как -N=N- (азо-), -NH-NH- (гидразо-), -N=O (нитрозо-), >C=N-OH (оксимная группа); первичная -NH2, вторичная =NH, третичная =N- аминогруппа, образуют более устойчивые окрашенные комплексы в реакциях с катионами переходных металлов с частично заполненными D-орбиталями (Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Pd2+ и т. п.). Присутствие поляризующейся группировки атомов типа сульфгидрильной >C-SH, тиогруппы >C=S или сочетание этих группировок с аминогруппами предпочтительно при обнаружении катионов с заполненными d-орбиталями (Zn2+, Cd2+, Sn4+, Bi3+ и т. п.).
Например. 1) Диметилглиоксим (реактив Чугаева) (CH3)2(C=N-OH)2 можно использовать не только для обнаружения ионов Ni2+ , но и для открытия ионов Fe2+ и Pd2+, с которыми реактив образует кристаллические ярко окрашенные осадки.
2) 1-Нитрозо-2-нафтол (реактив Ильинского) C10H6(N=O)(OH), окисляя ионы Со2+ в Со3+, образует красно-бурый осадок внутрикомплексной соли.
3) Дитизон (дифенилтиокарбазон) C12H10N2(NH)2(C=S) применяют для обнаружения ионов Zn2+. Образуется внутрикомплексная соль малиново-красного цвета (среда щелочная).
В то же время, многие органические реагенты способны вступать в реакцию с катионами, имеющими различную электронную структуру, поскольку степень взаимодействия ОАР с ионами металла зависит от природы донорных групп лиганда в образующемся комплексе. Следует помнить, что специфичность условий реакций (условия осаждения и растворения, температура, рН среды) крайне важна и при использовании ОАР.
Применение ОАР в гравиметрическом анализе в качестве реагентов- осадителей связано с тем, что органический осадитель обладает большой молекулярной массой при относительно небольшом содержании осаждаемого иона. Последнее обстоятельство благоприятно для повышения точности гравиметрических определений. Комплексонометрические методы титрования полностью основаны на реакциях с участием органических реагентов. Наибольшее количество ОАР используются в качестве индикаторов.