Файл: Кузнецов В.В. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ учеб. пособие.pdf

Скачать файл (5,66Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 0

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

ЖНИСТЕРСТВо ВЫСШЕГО И СР^ЦІІЕГО СПЩйАЛЫЮГО ОБРАЗСВШШ

С С С Р

Московский ордена Леннгіа п ордена Трудового Красного Знамени химико-технс-чогический институт имени Д. И. Менделеева

В. В. Кузнецов

ПРШЕНПІШЕ ОРГАНИЧЕСКИХ АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ

ВАНАЛИЗЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Под редакцией профессора А.П.КРЕШКОВА

Утверждено

Ученым Советом института в к а ч е с т в е учебного пособия

Москва 1972

-3 -

Пр е д и с л о в и е

Дналитическая химия,	как и другие	области химической науки,
в течение последних десятилетий интенсивно			р а з в и в а е т с я .	Современ
ные методы аналитической химии включают		большое число		т а к н а з ы
ваемых физических методов	исследования	-	таких, к а к спектральный,

рентгеноспектральный, рентгенофлуоресцентный, атомно - абсорбцион -

ный,

радиометрические

д р у г и е .

Это

объясняется

тактми

их

преиму

ществами,

к а к ,

например, скорость и простота выполнения

о п р е д е л е

ния,

возможность его

автоматизации .

С другой

стороны,осуществле

ние этихдостоинств становится возможным благодаря

значительному

прогрессу в области электроники, автоматики, телемеханики .

В о з

можности такого рода аппаратуры блестяще продемонстрированы

"Лу-

ноходом - І" при анализе образцов лунных пород. Однако

значительная

стоимость используемой сложной аппаратуры, а в ряде

случаев

н е

достаточная точность и чувствительность этих методов

п р е п я т с т в у

ют их

повсеместному .распространению.

Современный уровень развития промышленности и

техники

т р е

бует

использования

высокочувствительных

методов

а н а л и з а ,

п о з в о л я -

ющих

определять субмикроколичества

(до

различных

веществ .

Непосредственное использование

физических методов

а н а л и

з а для

этих целей ч а с т о

оказывается

затруднительным

невозможным.

Выполнение операций предварительного химического обогащения

с т а

новится

і д е с ь важнейшей

частью

определения . Кроме

т о г о ,

химичес

кие методы анализа выгодно отличаются от физических

по

ряду

х а

рактеристик -

точности,

чувствительности,

п р о с т о т е ,

инвариантнос

т и ,

доступности используемой аппаратуры и другим.

Перечисленным

особенностям,

представляющим

большой и н т е р е с

для

современной

а н а

литической практики,

хорошо

соответствуют

химические методы

а н а

л и з а ,

связанные с

использованием

органических аналитических

р е а

г е н т о в .

Эти методы

получили

очень

широкое

распространение .

Области

применения органических аналитических

р е а г е н т о в

современном неорганическом анализе исг-дю^итаиьно разнообразны

это фотометрия, экстракция, полярография, различные

многочислен

ные

титриметрические

методы

многие д р у г и е .

Это

о б ъ я с н я е т с я

т е м ,

ч т о

при

работе

с органическими

реагентами

относительна)

просто

д о с т и г а е т с я повышение ч у в с т в и т е л ь н о с т и ,

точности

и з б и р а т е л ь н о с

ти определения; в ряде случаев методы, использующие

органические

аналитические

реагенты,

удобны

для

применения в

автоматических

-4 -


химических анализатора: . Важной особенность»					подобных			методов
я в л я е т с я возможность		их миниатюризации,		нашедшая		свое		отражение
в ультраміч:роанализе.		Практическая	значимость		органических				а н а
литических	р е а г е н т о в	включает в иебя также как возможность							опре
деления элемента в различных степенях окгслепия,						так	и	возможнос
ти химического концентрирования определяемых веществ.								Последнее
относится к таким методам, как соосаждение о органическими									с о о с а -
дителями,	экстракционное концентрирование, метода					хромагографичес-
к о г о концентрирования. Возможности			этих	методов достаточно					высо
к и , например исполі-зованне метода			концентрирования				сессачіденнэм

с органическими сиосадптэлями позволяет - определять примесь одного редкоземельного элемента в другом.

	Зо		в с е х jojiacTHX применения органических аналитических					р е а -
гентоЕ		накоплен		и	систематизирован большой и пенный опыт,		р а з р а
ботаны		и	получают		дальнейшее развитие	теоретические вопросы		х и
мии	органических				р е а г е н т о в .
	В настоящем пособии приведены краткие сведения об органичес
ких	аналитических				р е а г е н т а х и их использовании в анализе		н е о р г а
нических			веществ,		.ѵіатериал в пособии изложен в соответствии			с
объемом			знании,	полученных студентами		при изучении курсов	с т р о

ения вещества, неорганической, органической и аналитической - хи

мик. При написании		пособия	была	использована монографическая				и
периодическая л и т е р а т у р а .			Данное		учебное пособие		следует р а с с м а т
ривать как дополнение к учебнику					А.П.Крешкова "Основы аналити
ческой химии", в котором изложены					основы химии	органических		а н а
литических	р е а г е н т о в .
Автор	выражает	искреннюю признательность				проф. Ю.Г.Фролову
и д о ц . JJ.П. Сенецкои		з а просмотр		и	рецензирование		рукописи.

- 5 -

В В Е Д Е Н И Е В X И И И Ю А H Л Л И Т Г! Ч 13 С К 'А X

ОР Г А Н И Ч Е С К И Х

РЕ А Г Е Н Т О В

Общие сведения об э-гы/ьчесііих аналитических реагентах

В паиболэе широком смысле слова органический аналитический реагент (ОргАР) - это органическое соединение, применяемое в ана

литической	химии для обнаружения, отделения	или количественного
определения	в в е р г а ю т е ж и х или органических	соединений. В этом

пособии будут рассмотрены вэкнейшяе общие вопросы применения ор-^

ганических аналитических реагентов л анализе неорганических			в е
ществ ( з неорганическом	а н а л и з е ) .	Раствор реагента, который	к р о -
ме ОрігЛР монет содержать	и другие	вспомогательные вещества,	ч а с

то называют реактивом.

Продукт реакции ОргАР с анализируемым веществом, отличающий ся определенными аналитическими признаками, называют аналитичес кой формой.

Ввиду многообразия типов взаимодействия ОргАР с неоргани ческими ионами не представляется возможным создание какой-либо

единой теории действия ОргАР, справедливой для всех	случаев	э т о
го взаимодействия. Однако рассмотрение таких общих	вопросов,	как

чувствительность и избирательность реакций ОргА^, в обобщенной форме допустимо.

	П р и н ц и п а	к л а с	с и ф и к а ц и и .	Общепринятой
и	единообразной классификации		ОргАР не существует.	Предлагавшие
ся	различными исследователями		классификации в большинстве случа

ев учитывают в качестве классификационного признак? либо различ ную химическую природу аналитических форм ОргАР, либо различное аналитическое назначение реагентов . В последние годы выдвинуто предложение в качестве одного из главных классификационных прин

ципов для ОргАР		использовать донорно-акцеіморную' способность			а т о
мов или	атомных	групп, обусловливающих		аналитическую реакцию	р е а
г е н т а .
Основные практически вакпые			группы	ОргАР охватывает класси
фикация,	учитывающая химическую		природу	аналитических форм и

сфоокулированная Ф.Фаііглем. По этой классификащи ОргАР подраз деляются па реагенты, вступавшие с неорганическим ионами в р е -

		- 6 -
акции:
-	образования	внутрикомплексных соединений,
-	образования	комплексных	солей,
-	окисления-восстановления,
-	связанные с	образованием	продуктов адсорбции.

Однако, как будет видн'.(.із дальнейшего, многообразие исполь зуемых в аналитической практике ОргАР не вкладывается только в эти пункты.

Структура молекул органических аналитических реагентов

В молекуле каждого ОргАР моино отметить наличие так называ емого аналитического центра - определенной группировки атомов, ответственной з а аналитический эффект реакции данного р е а г е н т а с ограниченным числом неорганических ионов. Первоначально эти композиции атомов были названы специфическими группировками-, позднее функционально-аналитическими группами или характерными атоілні.ѵм группировками.

Ф у н к ц и о н а л ь н о - а н а л и т и ч е с к и е


г р у п п ы ( х а р а ^ т е р н ы е			а т о м н ы е		г р у п
п и р о в к и ) .	Функционально-аналитической группой				(ФАГ), или
характерной атомной группировкой			(ХАТ), называют	определенную
специфическую	группировку	атомов	в молекзг ле ОргАР, обеспечиваю
щую реакционную способность реагента по отношению к некоторым
неорганическим	ионам. Молекула р е а г е н т а , характеризующаяся нали
чием определенной ХАТ, может включать также некоторое					сочетание •
атомов - группу, которое,		не влияя на механизм		реакции, облегча

ет проявление аналитического эффекта реакции (например, изменение

окраски,	растворимости).		Такие группы атомов называют аналитико -
активными	группами	(ААГ).
С учетом рассмотренных особенностей структура молекулы ком
плексующего ОргАР		может	быть	представлена	схемой:
	А А Г		I	Ф А Г	(+ М е л + )

Например, в

А А Г

л-диметиламинобензолазофениларсоновой к и с л о т е -

	р е а г е н т е на	цирконий -
	можнг отметить		наличие
	ХАГ (ФАГ),	обеспечивающей
ФАГ	взаимодействие		молекулы

Многие элементы, обра зующие легкогидролизу - гощиеся ионы

C o d i , I I I ) , Fe ( I I ) , P d ( I I )

C u ( I I ) и д р . элементы, образующие аммиакаты К ( І ) , В 6 ( І ) , C s ( I ) , NHj

		-	7	-
р е а г е н т а с	ионами циркония,		и	ЛАГ - способствующей проявлении а н а
литического	эффекта -	появлению коричневого				осадка .
В настоящее время известно около					44	характерных	атомных
группировок, молекулы реагентов с этими					ХАГ способны к взаимодей
ствию с определенными ионами элементов.					Примеры некоторых ХАГ
приведены в	таблице I .
						Таблица	I
	Характерные	атомные		группировки		некоторых
	органических		аналитических		реагентов

Х А Г

но ОН

А /

но он

Реагируют ионы					Примеры		ОргАР
элементов

A I ( I I I ) ,		I t i ( I I I ) ,		Q a ( I I I )	Пирокатехин,			а л и з а
0е(1У), Т і ( І У ) ,			Ѵ ( І У ) ,		рин,	родизонат			н а
S Ô ( I I I ) ,		B l ( I I I ) ,		Мо(УІ)	трия,	фенилфлуорон
F e ( I I I ) , B a ( I I ) , P 6 ( I I )
L i ( I ) ,	C u ( I I ) , C a ( I I ) ,				Хромотроповая			кисло
B e ( I I ) ,	A I ( I I I ) ,		Q a ( I I I ) ,		т а , сульфосалициловая
Т і ( І У ) ,	Fe	( I I I ) ,		U Î H )	кислота,		алюминон,
					пирокатехиновый				фиоле
					товый,	ацетилацетон
					Пиридин,		хинолин