Файл: Кузнецов В.В. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.07.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
81 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водородная с в я з ь , |
не допускающая |
гидратации |
-ОН - |
г р у п п . |
|
|
|
||||||||||||||||||||
Р а с т в о р и м о с т ь |
|
|
с о л е й |
|
|
и |
|
|
и о н н ы х |
||||||||||||||||||
а с с о ц и а т о в . |
Энергия |
гидратации ионов большого р а д и у с а |
|||||||||||||||||||||||||
относительно |
невелика, |
поэтому |
в |
общем |
случае |
крупные |
катионы и |
||||||||||||||||||||
большие анионы образуют малорастворимые в воде |
соли . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Такую закономерность можно проследить на примере |
растворимости |
||||||||||||||||||||||||||
солей тетрафенилбората в нейтральных и слабокислых |
р а с т в о р а х : |
||||||||||||||||||||||||||
Ион |
|
|
|
|
|
L i + |
|
Н а + |
|
К + |
|
Щ |
|
К б + |
|
Cs+ |
|
A g + |
|
|
Т І + |
||||||
Радиус |
с |
|
|
0,68 |
0,97 |
|
1,33 • |
1,43 |
1,47 |
|
1,67 |
|
1,26 |
|
1,47 |
||||||||||||
иона |
, А |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Растворимость |
|
умеренная |
|
|
|
|
|
п л о х а я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Поэтому |
тетрафенилборат |
натрия |
|
NaB(CgHg)4 |
применяется д л я осажде - |
||||||||||||||||||||||
ния и гравиметрического |
определения |
ионов |
щелочных |
металлов |
д л я |
||||||||||||||||||||||
тетрафенилбората |
калия |
ПРщ^д |
ц |
) |
= |
|
2,25-10~? |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Увеличение |
|
числа |
|
|
6 |
5 4 Г И д р 0 ф о б н ы х |
групп |
|
в молекуле |
||||||||||||||||||
р е а г е н т а способствует |
понижению |
растворимости |
образуемых |
им |
с о л е й . |
||||||||||||||||||||||
" |
|
|
|
|
|
|
|
~ |
В случае |
дипикриламина |
|
( г е к с а н и т р о д и - |
|||||||||||||||
0.N |
|
|
|
|
|
|
|
|
фениламин) |
это |
приводит |
|
(влияние N0 2 - |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
групп) |
к |
|
малой |
растворимости |
|
солей |
|||||||||||||
|
|
N0, |
|
«0, |
|
|
|
к а л и я , рубидия, |
ц е з и я , |
аммония |
(жел - |
||||||||||||||||
|
|
|
|
J |
тые |
о с а д к и ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Уменьшение |
гидрофильности, достигаемое введением нитрогрупп в |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
Os |
|
|
ОН |
Wo |
|
молекулу |
|
ОргАР |
р е а л и з у е т с я и |
в |
п и к р о - |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
лоновой |
к и с л о т е , |
осаждающей |
|
ионы Щ 2 ! |
|||||||||||||||||
|
M |
|
|
|
|
|
|
Ca 2 t 5 r 2 |
t |
В а 2 Г |
Ма2 Г |
Р б 2 Г |
С а 2 |
+ и мно - |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
СН, |
|
г и е |
д р у г и е |
в |
виде |
малораствориыых |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пикролонатов . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Используя |
катионные р е а г е н т ы - о с а д и т е л и , |
например, ионы |
бензи - |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диния, |
осаждают |
ионы |
So|~, |
Wo|~ и |
|||||||||||||
|
|
Нзн\ |
|
/ — \ |
|
|
|
Д Р У г и е ' Получающиеся |
|
осадки |
|
ч а с т о со |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ответствуют |
требованиям, |
п р е д ъ я в л я е |
|||||||||||||||
мым к |
весовым формам. |
Катион |
большого |
р а з м е р а |
- |
тетрафениларсонин |
|||||||||||||||||||||
[ î ^ 6 % ^ 4 A s l + |
° о |
а В Д а е т |
ионы |
CIO4, МлОд, |
ReO^ ... , |
а |
т а к я о |
|
анионные |
||||||||||||||||||
ѳдадокомплекоы |
|
C d ( I I ) , |
H g ( I I ) , |
Zn ( I I ) , |
A u ( I I I ) . . . |
типа. MeXj |
|||||||||||||||||||||
Нитрон |
/ І , 4 - д и ф е н и л - ( 3 , 5 - э н д о а н и л ) - д и - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
г и д р о - І , 2 , 4 - т р и а з о л / |
количественно |
осаждает |
|
|
|
|
|
|
N- |
|
|
|
|||||||||||||||
ионы |
ЕеО^, СІОд, |
СІО^ и , чт о |
особенно |
инте |
|
|
|
|
|
Ç A |
|
||||||||||||||||
ресно, |
NOg в виде |
соединений |
|
постоянного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
состава |
типа |
0 2 |
0 H I 6 N 4 |
. H N 0 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
не: |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
I
C A
|
|
|
|
|
|
|
- |
82 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В к а ч е с т в е |
поставщиков катиопов - осадителей |
широко |
применяются |
||||||||||||||||||||||
различные основные |
красители |
триФенилметанового |
ряда |
|
(метиловый |
|||||||||||||||||||||
Фиолетовый, кристаллический фиолетовый, малахитовыіі зеленый, |
фук |
|||||||||||||||||||||||||
син и д р . ) , ксантеновые |
красители |
|
(родамины) и |
д р у г и е . |
|
При |
д о б а в |
|||||||||||||||||||
лении р а с т в о р о в |
таких |
к р а с и т е л е й |
к |
растворам,, |
содержащим |
анионные |
||||||||||||||||||||
ацидокомплексы |
МеХ*~, |
|
образуются |
окрашенные осадки, |
|
причем |
цвет |
|||||||||||||||||||
о с а д к а |
ч а с т о ввиду |
его |
|
мелкодисперсного . характера |
о т л и ч а е т с я |
от |
||||||||||||||||||||
ц в е т а р а с т в о р а . |
Такие |
реакции |
осаждения, называют |
|
|
|
ц |
в |
е |
т н ы м и |
||||||||||||||||
т в е р д о ф а |
з |
н |
ы м |
|
и |
р е |
а |
к ц |
и |
я |
м и . |
Например, |
|
сильно - |
||||||||||||
кислый |
р а с т в о р |
к р а с и т е л я метиловый |
фиолетовый |
имеет |
эелеігую |
о к р а с |
||||||||||||||||||||
к у . |
В присутствии |
ионов |
S ô C ï g - о б р а з у е т с я |
мелкодисперсный |
осадок |
|||||||||||||||||||||
ионного |
а с с о ц и а т а , |
имеющий фиолетовую |
окраску |
|
Такого |
типа |
цветные |
|||||||||||||||||||
твердофазные реакции удаются |
и для |
ионов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SuCIS |
||||||||||||
P Ô C I g - , |
T e C I g - , |
W0|~ и |
д р . Образующиеся |
осадки |
могут |
э к с т р а г и р о |
||||||||||||||||||||
в а т ь с я |
органическими растворителями, |
что |
и с п о л ь з у е т с я |
для |
|
э к с т р а к - |
||||||||||||||||||||
ционяо - фотометрического определения многих элементов |
( с т р . |
71) . |
|
|||||||||||||||||||||||
|
Часто применяют следуюиіиѳ к р а с и т е л и . |
|
Кристаллический |
|
фиолето- |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
N{CH,3^| СЕ- |
вый, |
|
осаждающий |
цинк |
и |
виде |
ионов |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
2 |
|
|
|
|
в |
виде |
|
5 ß C I R ~ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ Z n'( 5 C N ) |
4 j"- сурьму |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т а н т а л |
в |
виде |
|
TaPg- , |
бор в |
виде |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B F ^ - |
|
и |
ілногие |
|
аналогично |
|
построен |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
ионы |
(осадки |
- |
|
гТлолетовые). |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
случае |
применения |
родамина |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6Ж осаждаются т е же ионы в |
а н а л о |
|||||||||||||||||
|
t2 Hf HM |
|
|
|
|
|
ce" |
гичных |
формах, |
осадки |
также |
с п о |
||||||||||||||
|
Ov., |
|
|
|
собны |
|
э к с т р а г и р о в а т ь с я , |
но |
о б л а |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
дают |
|
красной |
окраской . |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свойствами |
к а т и о п о в - о с а д и т е |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лей |
обладают |
некоторые |
катиониые |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
комплексы |
типа |
|
т р и с - ( І , І О - ф е и а н - |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тролинат) |
железа |
( I I ) , пиридинаты |
|||||||||||||||
меди ( I I ) , к о б а л ь т а |
( I I ) , никеля ( I I ) , марганца |
|
( I I ) |
и |
другие |
по |
||||||||||||||||||||
добные соединения . Так, трис - фенантролинат железа |
( I I ) |
осаждает |
|
|||||||||||||||||||||||
перхлорат - ионы, |
комплексы переходных |
металлов |
с |
пиридином |
( Р у ) , с |
|||||||||||||||||||||
этилендиамином (Бм) осаждают, например, роданид-ионы в виде |
|
|
||||||||||||||||||||||||
[МеРуj ( 5 C M ) 2 X ] |
или анионные ацидокомплексы в виде |
[keErigjHgl^ . |
||||||||||||||||||||||||
|
"~ |
""" |
|
|
|
Образование |
|
красно - фиолетового |
|
о с а д к а |
||||||||||||||||
|
7 |
|
|
|
|
|
катиона т р и с - ( І , І О - ф е н а н т р о л и н а т а ) |
же - |
||||||||||||||||||
|
|
Fe |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
[^ d R r 4 ] |
л е з а |
( I I ) |
с |
Ccffir^ |
- |
ионами |
- |
|
одна |
из |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
чувствительных реакций на кадмий. |
|
||||||||||||||||||
х) |
Строго г о в о р я , |
это тройные |
(смсшаннолигандные) |
комплексы |
|
иона |
||||||||||||||||||||
|
м е т а л л а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
83 |
- |
|
|
|
Примеры |
аналитического |
применения |
органических |
|
|
||
аналитических |
р е а г е н т о в - осадителеи |
|
|
||||
Использование какого - либо |
р е а г е н т а - о с а д и т е л я преаде |
в с е г о |
т р е |
||||
б у е т , чтобы |
он действовал |
и з б и р а т е л ь н о , |
о б р а з у я осадок только |
с |
|||
определяемым ионом. Большинство осадителеи недостаточно |
и з б и р а т е л ь |
||||||
но, чтобы применять их непосредственно . |
Эффект р а з д е л е н и я при |
осаж |
дении регулируется подбором pH среды или применением маскирующих
комплексообрьзоватвлей . Естественно, |
осаждение протекает |
тем |
п о л |
||||||||||||||||
н е е , |
чем |
уотоіічииее образующийся малорастворимый |
в |
воде |
комплекс . |
||||||||||||||
Необходимым |
я в л я е т с я , |
конечно, |
соблюдение условий |
аналитического |
|||||||||||||||
осажден/я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Г р |
а в |
и м с т р и |
я . Более высокая эффективность |
д е й с т в и я |
||||||||||||||
органических |
осадителеи |
по |
сравнению |
с |
неорганическими |
позволяет |
|||||||||||||
использовать |
их ь |
гравиметрическом |
анализе |
( с т р . |
1 8 ) . |
Р е а г е н т ы - о с а - |
|||||||||||||
дитили, |
к а к , |
например, |
8-оксихинолин, |
диметилглиоксим, |
а н т р а н и л о - |
||||||||||||||
в а я |
кислота |
o-HgNCgH^COOH, |
тионалид |
(ji-аминонафталид |
т и о г л и к о л е - |
||||||||||||||
вои |
кислоты, |
с т р . |
14), |
І - и и т р о з о - 2 - н а ф т о л , |
тетрафенилборат |
н а т р и я , |
|||||||||||||
нитрон и другие осаждают |
соответствующие |
ионы в виде |
соединений |
||||||||||||||||
постоянного |
с о с т а в а . |
Это |
позволяет |
непосредственно |
и с п о л ь з о в а т ь |
||||||||||||||
их в |
к а ч е с т в е |
весовых |
форм. |
Вели с о с т а в |
|
выпадающего |
в |
осадок |
с о е |
||||||||||
динения |
нельзя |
выразить |
точной |
формулой, |
то |
т а к и е |
осадки переводят |
в весовые формы (обычно окислы) прокаливанием (реагенты куиферон,
феішіарооновая кис л о т а , ташіин |
и д р . ) . |
|
|
|
|
|
|||||
Особым |
случаем |
я в л я е т с я метод гомогенного |
осаждения, |
в |
GGGP |
||||||
получивший название "метод возникающих реагентов'.' Некоторые |
о р г а |
||||||||||
нические соединения |
при определенных |
условиях |
медленно |
распадаются |
|||||||
в водных растворах с "генерацией" неорганических ионов, ч т о |
" э к в и |
||||||||||
валентно" чрезвычайно медленному добавлению |
о с а д и т е л я . |
Например, |
|||||||||
диметилсульфат в |
нейтральных р а с т в о р а х при |
нагревании |
медленно |
||||||||
г и д р о л и з у е т с я : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
CH.О, |
J) |
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C H ! ( K S N > *гШ—~ 2 С Н 3 0 Н * Иг30А |
|
|
|
||||||
с постепенной |
генерацией ионов |
S0?~, |
что использз г ется |
д л я |
о п р е д е - |
||||||
ления Ва" |
и |
Sr"'. |
Образующиеся |
осадки сульфатов имеют |
удобную д л я |
||||||
проведения определения крупнокристаллическую форму. |
|
|
|
||||||||
Сходно используют также гидролиз сульфаминовой кислоты |
( в о з |
||||||||||
никновение |
S02~J; |
тиоацетамида: |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
с н з < н Г н ' 0 - ~ ^<0тГ |
V |
|
|
|
триэтилфюйіота (для определения циркония и гафния в виде фюсФатов) и другие процессы.
|
|
|
|
|
|
- |
84 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т и т р и м е т р и |
я |
. |
Избыток |
ОргАР, |
появляющийся |
в а н а л и з и - |
|||||||||||
руемом |
р а с т в о р е |
после достижения |
полного |
осаждения |
неорганического |
|||||||||||||
иона, |
может быть |
л е г к о |
окислен |
на |
аноде |
- |
это д а е т |
возможность |
|
|||||||||
проводить амперометрическое |
титрование |
растворами таких |
р е а г е н т о в . |
|||||||||||||||
|
Достижение точки эквивалентности в процессе титрования может |
|||||||||||||||||
быть |
отмечено |
также по |
току |
восстановления |
определяемого |
иона . |
На |
|||||||||||
пример, |
при титровании |
№ 2 + |
раствором |
диметилгдиоксима до ТЭ |
на |
|
||||||||||||
к а т о д е восстанавливаются |
ионы N i 2 |
+ , |
после |
ТЭ окисляется |
р е а г е н т , |
|||||||||||||
а на |
кривой титрования |
в |
ТЭ |
п о я в л я е т с я |
излом . |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Осадители |
могут быть |
использованы |
в |
вариантах |
косвенных |
о п р е |
|||||||||||
делений (например, бромид-броматное определение ионов металлов |
с |
|||||||||||||||||
помощью |
8 - оксихинолина) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
В |
последнее |
время |
начинают |
р а з в и в а т ь с я титриметрические |
м е т о |
||||||||||||
ды определения |
металлов |
|
титрованием |
соответствующих |
комплексных |
|||||||||||||
соединений их с ОргАР в |
среде неводных |
р а с т в о р и т е л е й . |
Например, |
|
||||||||||||||
оксихинолинат |
молибденила |
в |
среде |
безводной уксусной |
кислоты |
п р о |
||||||||||||
я в л я е т основные |
с в о й с т в а |
и может быть |
оттитрован к а к |
основание |
|
|||||||||||||
раствором НСТО4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Ф о т о м е т р и я |
. |
Если |
осадки |
аналитических |
форм |
о п р е д е л я |
|||||||||||
емых |
элементов |
выпадают |
в |
тонкодисперсном |
состоянии, |
то |
суспензии |
можно с т а б и л и з и р о в а т ь добавлением с т а б и л и з а т о р о в . Это позволяет выполнить фотометрическое определение . Например, для определения
цинка таким способом |
и с п о л ь з у е т с я |
цветная твердофазная реакция |
||
к р а с и т е л я родамин С с |
Zn(SCH)^~ |
- ионами. |
Так же |
поотупают при |
использовании фенилфшуорона ( с т р . |
5 5 ) . Поскольку |
образующиеся о с а д |
||
ки ч а с т о хорошо экстрагируются, значительно |
удобнее проводить |
экстракционно - фотометрич ѳ ски ѳ определения . Примеры имеются в п р е д ыдущем р а з д е л е .
Иониты к а к органические, аналитические реагенты
Большинство ионообменных материалов - синтетические высокомо лекулярные соединения, содержащие анионные или катионные группы gS03 ~ Ht RCOO" Ht В Й ( С Н Э ) Э СГГ Иониты отличаются способностью обменивать ионы, компенсирующие заряды этих ионогенных групп, т . е . противоионы: