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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

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

 

 

 

 

 

 

 

 

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: