Файл: Федеральное агенство по образованию рф гоу впо бурятский государственный университет.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.04.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Органические реагенты в аналитической химии.

Глава II. Комплексообразование в системе: Fe(III) – пиридилазорезорцин

Определение вида иона-комплексообразователя по методу Назаренко рН 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 8,8 8,9 [H+]∙108 1 0,79 0,63 0,50 0,40 0,30 0,25 0,20 0,16 0,13 Ск*105 0,938 0,942 0,949 0,954 0,959 0,966 0,972 0,977 0,984 0,988 βFe3+ 1.45*10-21 8.34*10-22 4.38*10-22 2.33*10-22 1.21*10-22 5.74*10-23 2.74*10-23 1.24*10-23 4.64*10-24 3.01*10-25 -lg βFe3+ 20.84 21.08 21.34 21.63 21.92 22.24 22.56 22.91 23.33 24.50 βFeOH2+ 9.23*10-16 7.04*10-16 4.66*10-16 3.12*10-16 2.04*10-16 1.22*10-16 7.31*10-17 4.16*10-17 1.96*10-17 7.08*10-18 -lg βFeOH2+ 15.01 15.15 15.33 15.51 15.69 15.91 16.13 16.38 16.71 17.15 βFe(OH)2+ 4.10*10-11 4.09*10-11 3.62*10-11 3.18*10-11 2.68*10-11 2.05*10-11 1.57*10-11 1.13*10-11 6.76*10-12 5.62*10-12 -lg βFe(OH)2+ 10.38 10.39 10.44 10.49 10.57 10.69 10.8 10,95 11,17 11,25 Рис. 12. Определение вида иона-комплексообразователя.Таблица 9Определение вида иона лиганда, входящего во внутреннюю сферу комплекса Рис. 13. Определение вида иона лиганда, входящего во внутреннюю сферу комплексаИз рис.13 следует, что изменение lg[HR-] происходит параллельно изменению lgCК/СFe. Следовательно, во внутреннюю сферу комплексного соединения входит именно эта форма ПАР. Кроме того, построив зависимость lgCК/СFe=f(lg[HR-]), по тангенсу угла наклона прямой, находим, что число остатков лиганда во внутренней сфере равно двум, что подтверждает состав комплекса Fe(III):ПАР=1:2 (рис.14). Рис.14.Определение числа остатков лиганда во внутренней сфере комплекса (n=2).Таким образом, учитывая полученные данные было установлено, что в реакцию комплексообразования вступает гидролизованный ион железа Fe(OH)2+ связывая две молекулы ПАР (Н2R) в результате реакции из молекулы лиганда выделяется 1 протон.На основе этих данных и учитывая что при оптимальном значении рН=9 ПАР существует в виде двух форм [H2R],[HR-] (преимущественно в форме [H2R]), можно представить следующее уравнение, описывающее процесс комплексообразования ПАР с Fe(III), в результате которого получается комплексное соединение состава 1:2Fe(OH)2+ + 2H2R↔[Fe(OH)2(HR-)2]- + 2H+Выражение для расчета константы устойчивости имеет вид:Куст.=СК/СFe∙C2HR-Данные для расчета константы устойчивости и их статистическая обработка представлены в таблице 10.Таблица 10Расчет константы устойчивости комплекса [Fe(OH)2(HR-)2]-(Р=0,95, n=7, tn =2,45) рН 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 Ах 0,530 0,532 0,536 0,539 0,542 0,546 0,549 Ск*105 0,938 0,942 0,949 0,954 0,959 0,966 0,972 СFe*106 0,660 0,540 0,480 0,360 0,310 0,270 0,200 [HR-]*105 0.340 0.423 0.523 0.642 0.784 0.949 1.140 lg Куст 12.089 11.989 11.859 11.808 11.702 11.599 11.573 11.803 d 0,286 0,186 0,056 0,005 0,101 0,204 0,230 0,153 V 0,037 S 0,193 δ 0,179 μ± δ 11,803±0,179 Чувствительность изученной фотометрической реакции оценивали по величине молярного коэффициента светопоглощения (табл.11): ε=Амах/С∙lгде Амах – оптическая плотность при полном связывании металла в комплекс;С-концентрация комплекса;l- толщина поглощающего слоя (1см).Величина молярного коэффициента светопоглощения (58900моль-1см-1л) свидетельствует о высокой чувствительности аналитической реакции комплексообразования железа с ПАР.Таблица 11Расчет молярного коэффициента светопоглощения(Р=0,95; n=7; f=6; tn=2,45)

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОУ ВПО «БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Химический факультет

Кафедра неорганической и органической химии
УДК 542.951
Д 685


ДОРЖИЕВА АЛЬБИНА БАИРОВНА

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ:

Fe (III) – ПИРИДИЛАЗОРЕЗОРЦИН
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА


Научный руководитель:

канд.хим.наук
_________Л.Н.Корсун

Работа допущена к защите

«_____»________________2015 г.
Зав.каф.неорганической и

органической химии

________________________

Улан-Удэ

2015

ОГЛАВЛЕНИЕ


Стр

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА I. Органические реагенты в аналитической химии. 5

1.1.Гетероциклические азосоединения как металлоиндикаторы. 5

1.2.Комплексные соединения железа (III) 10

1.2.1.Комплексы с неорганическими лигандами 10

1.2.2.Комплексы с органическими лигандами 13

Глава II. Комплексообразование в системе: Fe(III) – пиридилазорезорцин 16

2.1. Спектрофотометрическое исследование аналитических характеристик пиридилазорезорцина 17

2.2. Исследование реакции комплексообразования железа с ПАР 21

2.3. Фотометрическое определение Fe(III) в пищевых продуктах 35

ВЫВОДЫ 41

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 42

34.ГОСТ 5667-65 Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий. 44

35.ГОСТ 26929-94 Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов 44


ВВЕДЕНИЕ


Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением объектов окружающей среды является загрязнение тяжелыми металлами. Тяжелые металлы обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Кроме этого, их соединения способны перемещаться и перераспределяться в объектах окружающей среды, т.е. мигрировать, что приводит к изменению их содержания во вторичных объектах – продовольственном сырье и пищевых продуктах [1]. По требованиям Всемирной организации здравоохранения в пищевых продуктах и продовольственном сырье регламентируется содержание 8 элементов (Hg, Cd, Pb, Cu, Fe, Zn, Sr, As).
Среди них с точки зрения санитарных норм, особое место занимает железо, которое в организме человека выполняет ряд жизненно-важных функций: дефицит железа вызывает анемию, избыточное содержание может вызвать состояние шока и способствовать развитию хронической интоксикации [2]. В связи с этим необходим постоянный контроль за содержанием этого элемента в пищевой продукции. Это определяет актуальность и практическую направленность дипломной работы.

Для определения железа в различных объектах, в том числе и в пищевых продуктах, наиболее часто применяются оптические методы, в частности, спектрофотометрические и фотометрические, позволяющие сократить до минимума время анализа при обеспечении необходимой точности результатов [3].

В качестве чувствительных фотометрических реагентов для определения железа используются органические реагенты, в том числе, гетероциклические азосоединения, к которым и относится рассматриваемый в работе ПАР (4-(2-пиридилазо)резорцин). В литературе есть данные о применении ПАР в качестве индикатора на ионы Fe3+, поскольку при взаимодействии Fe(III) c ПАР образуется окрашенное соединение. Однако, нет информации о характеристиках образующегося окрашенного соединения, условиях его образования, устойчивости, аналитических возможностях этой реакции. Новизна дипломной работы заключается в определении недостающих характеристик и выяснении возможности аналитического использования фотометрической реакции взаимодействия железа с ПАР.

Цель работы - фотометрическое исследование реакции комплексообразования Fe(III) c пиридилазорезорцином с точки зрения применимости ее для обнаружения железа в пищевой продукции.

Задачи исследования:

  1. Рассмотреть литературные данные о взаимодействии ионов Fe3+ с неорганическими и органическими лигандами;

  2. Установить основные характеристики органического реагента (Кд, распределение долей форм ПАР в зависимости от рН);

  3. Определить оптимальные условия комплексообразования Fe(III) с ПАР, состав комплекса, установить формы металла - комплексообразователя и лиганда образующих комплексное соединение, оценить устойчивость комплекса, чувствительность реакции;

  4. Выяснить возможность фотометрического определения железа с ПАР в реальном объекте.



ГЛАВА I. Органические реагенты в аналитической химии.


    1. Гетероциклические азосоединения как металлоиндикаторы.

Азооксисоединения являются органическими реагентами успешно используемыми в аналитической химии. Однако большинство этих реагентов координирует ионы металлов за счет оксигрупп поэтому их селективность снижена. Введение в молекулу реагентов гетероатомов (азота, кислорода, серы), которые избирательно координируют ионы металлов, значительно повышает их селективность.

Первыми гетероциклическими азосоединениями,которые использовались для определения ионов металлов, были реагенты, содержащие в своей структуре группу:



где диазосоставляющей компонентой является азотсодержащий гетероцикл, а азосоставляющей являются различные фенолы и нафтолы с оксигруппой в орто-положении.

Впервые пиридиновые азосоединения как родоначальники гетероциклических азосоединений были получены Чичибабиным с сотрудниками в 1918 г. [4,5]. Однако они долгое время не находили практического применения. В 1951 г. Лью [6] исследовал реакции 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола (ПАН-2) с рядом ионов металлов. Первая публикация о возможности использования ПАН-2 как комплексонометрического индикатора принадлежит Ченгу и Брею [7], а в 1957 г. Вебер [8] сообщил об аналогичных возможностях 4-(2-пиридилазо)резорцина. Позже в качестве комплексонометрических индикаторов стали использовать и другие гетероциклические азосоединения.

В настоящее время известно около 15 аминов гетероциклического ряда, используемых в качестве диазосоставляющих, и около 30 соединений (в основном оксипроизводные бензола, нафталина, хинолина), используемых в качестве азосоставляющих.

Все реагенты поглощают свет в видимой области спектра. Изменение ионного состояния реагентов резорцинового ряда приводит к сдвигу полосы максимального поглощения в длинноволновую область при переходе от молекулярных форм к катионным, а также батохромным сдвигом при переходе от молекулярных форм к однократно диссоциированным и далее к двукратно диссоциированным. При этом положение максимумов светопоглощения смещается на 30-100 нм.

Положения максимумов светопоглощения и их молярные коэффициенты погашения для различных форм гетероциклических азосоединений приведены в таблице 1[9].


Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики гетероциклических азосоединений

Реагент
Среда (µ)
λмакс ,нм (ε*10-4)

Hn+1R+
HnR
Hn-1R-
R2-

АНАДЭАФ
20 об.% этанола
600(1,54)
460(3,94)
470(3,86)



АНАК
То же
590(4,47)
450(3,40)
470(3,00)



КТРАДЭАФ



430
440-475
480



ТЕТРАН-2



520(1,13)
400(1,15)
460(1,27)
490(1,13)

ТЕТРА






400(1,13)
460(2,36)



ПАР
Вода

»

»
420(1,48)

395(1,55)

395
392(1,52)

383(1,57)

385
414(2,31)

415(2,89)

413
502(1,78)

485(1,73)

490

3-ПАР
» (0,1)






420
480

3-СН3-ПАР
»
407(0,63)
407(0,61)
425(0,80)
492(0,50)

4-СН3-ПАР
» (0,1)

»

400(1,19)

392(1,14)
415

417(1,72)
490

490(1,49)

5-СН3-ПАР
» (0,1)

»

420(1,31)

390(1,37)
415

420(2,22)
490

490(1,50)

6-СН3-ПАР
»
408(0,94)
397(0,85)
416(1,28)
487(0,91)

5-Br-ПАР
» (0,1)

»

450

390
420

420
500

510

Как видно из табл.1 стерические препятствия, которые возникают при введении заместителей в диазосоставляющую, приводят к понижению значений молярных коэффициентов, что можно проследить на примере метильных производных ПАР [10].

Смотрите также файлы