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: 164

Скачиваний: 0

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

- 17 -

вещесліа, доступным достоверному обнаружению или определению с и с - гюльзоламіем определенной реакіяш или метода . Чувствительность реакции выражают минимальным, определяемым, весовим количеством ве ^

щеотва (абсолютный предел обнаружения) и величиной

минимально о б ­

наруживаемой концентрации, выраженной в

м о л ь / л , г / л ,

да/л,

ыкг/мл,

процентах, ч а с т я х

па миллион

(относительный предел

обнаружения).

В таблице

3 ь

к а ч е с т в е

примера приведены

данные

по относитесь

ной чувствительности реакц:іі

некоторых

ОргАР,

используемых

в фо­

тометрическом

а н а л и з е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

Чувствительность

реакций

некоторых

п г а н и ч е с к и х

 

 

 

аналитических

р е а г е н т о в

 

 

 

О р г А Р

 

Ион

Аналитический

Чувствительность

 

эффект

 

 

реакции,

мкг/мл

 

 

 

 

 

Лишікг;илами нат

К +

Желтый

осадок

 

 

4

 

натрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8-Окснхинолин

 

Ацетилхинализарии

HgBOg

Пирокат ехи новый

Zr( 17)

фиолетовый

 

Арсеназс I I I

Т К І У )

Диметилглиоксим

N i 2 +

Реактив Грисса

N02

Ксиленоловый

Zrv 2 +

оранжевый

 

п-Диыетиламинобен- AuCT4 ~ зилиденроданин

Дк "іенилкарбазид

G r 2 0 ? 2 -

Желтоватый

осадок

0,4

Голубая

окраска

0,09

Синяя окраска

0,08

Зеленая

окраска

0,02

Красная

о к р а с к а

0,01

Красная

окраска

0,01

Красная

о к р а с к а

0,006

Красно-фиолетовая

0,002

окраска

 

 

 

Фиолетовая

окраска

0,001

Высокая чувствительность

цветных реакций

о б ъ я с н я е т с я

и н т е н ­

сивной окраской аналитических форм. Так, дл я диметилглиоксимата

никеля

величина

молярного коэффициента поглощения

. сс-ѵгавляет

£ Д = ? 6 5

нм =

2,45-10

, а для внутрикомплексного

соединения

ионов

тория с

арсеиазо I I I

£ д _ 5 4 о

н м

= 1,25-ГО^.

Наиболее интенсивно

окрашенные

ор . анические с о е д и н е н ы характеризуются

значениями

£~/і-І0?

Это, в

свою очередь,

обусловливает

предел

чувствительности

фотометрических

методов а н а л и з а ,

оцениваемые в

~

Ю - 7 г/мл .


-18 -

Вотдельных случаях, если аналитическая (форма имеет большой коэф ­ фициент молярного поглощения при увеличении толщины поглощающего

слоя до 1 0 см,предел фотометрического

определения у д а е т с я д о в е с ­

ти д о 2 -г 5 • К Г 9 г / м л .

 

 

 

Н а и б о л ь ш а я

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь

р

е а к ц и й . В таблице 4,

заимствованной из книги И.С.ЭДустафина

и

Л.А.Молот "Органические реактивы",

приводятся данные по наиболь ­

шей чувствительности методов количественного анализа, в которых

используются

ОргАР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

4

 

 

 

Наибольшая чувствительность

некоторых

 

 

 

 

 

 

аналитических

методов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимальная

Определяемый

минимум

Ы е і о д

в

 

 

концентрация

 

 

 

 

 

 

 

определяемого

г - моль

 

мкг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

веніества,

моль/л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фотометрические

 

/і • 1 0 "

"

 

л • І 0 ~ 9

л . І 0 ~ 2

Тятриметрические,

 

п - Т О - 6

 

п . Ю - 6

л . 10°

Гравиметрические

 

п • Г О - 5

 

л . и г 6

п - Ю 1

 

Достаточно

высокая

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь

титриметрических

методов

также

с в я з а н а

с использованием

интенсивно

окрашенных

ОргАР в к а ­

ч е с т в е индикаторов, что позволяет надежно

у с т а н а в л и в а т ь

достиже­

ние точки эквивалентности в разбавленных

р а с т в о р а х .

 

 

 

 

Предельная

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь

реакций

осаждения при визуальном

наблюдении оценивается

~

в 0 , 1 м к г / м л .

 

 

 

 

 

 

У в е л и ч е н и е

ч у в с т в и т е л ь н о с т и

о п р е д е л

е н

и я .

При использовании

ОргАР - осадит елей в г р а ­

виметрическом

анализе

относительно

л е г к о

д о с т и г а е т с я

увеличение

чувствительности

определения .

Молекулярный вес получаемой

весовой

формы

достаточно

велик,

а д о л я ,

вносимая

определяемым

металлом,

относительно

мала . Это приводит

к увеличению

значения

а н а л и т и ч е с ­

кого

фѵактора

и к увеличению чувствительности

определения .

 

Например, при гравиметрическом определении бериллия в виде

ВеО

З'ТСО/ТЯРП 0 , 3 6 0 5 ,

а бериллия

в ВеО

3 6 , 0 5 %. При использо ­

вании в к а ч е с т в е осадителя

2-оксина(Іітойного

а л ь д е г и д а ,

осаед&юшего

В е ^ + в виде вііутри-

KoiM.ieiw.Horo

соединения

в

і}оры« зелоно - жел -


 

 

 

 

 

-

1 9

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

того кристаллического

о с а д к а ,

 

^ в е /

Q

 

H лОдВе

~

^>02565,

а

с о ­

держание бериллия

в С 2 2 Н Г 4

0 4

В ѳ

 

 

2

2

1 4

4

в с е г о

лишь

 

 

 

2,565 %'.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Непосредственное определение малых количеств веществ ( в том

числе и с помощью ОргАР)

химическими

методами имеет,

как

видно

из рассмотренных примеров, определенные пределы. Для дальнейшего

повышения чувствительности методов становится необходимым

и с п о а в -

зование различных

методов

концентрирования

определяемых

элемен ­

т о в . К настоящему

времени

 

хорошо

разработаны

химические

методы

концентрирования - экстракцич органическими растворителями,

с о -

осаждение с органическими

 

и

неорганическими

соосадителями,

о т ­

гонка летучих

соединений

из

р а с т в о р о в ,

электролиз

на

ртутном

к а ­

пельном к а т о д е ,

эдектродиализ и

д р у г и е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У л ь т р

а

м и

к р

о а н а л и з .

 

Высокая

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь

методов определения

может

быть

д о с т и г н у т а

при работе

с

очень

ма ­

лыми объемами

р а с т в о р о в ,

содержащих

ультрамалые

к о л и ч е с т в а

в е ­

ществ. Это позволяют выполнить методы ультрамикроаиализа с

и с п о л ь ­

зованием микроскопа и манипуляторов. Использование приемов

у л ь т р а ­

микроанализа позволяет р а б о т а т ь

с объемами

растворов

10"^

-

Ю~%іл

и количественно определять 10"''' -

І 0 ~ 9

грамма

вещества .

 

 

Возможность улучшения

аналитических

свойств

 

 

 

 

 

органических

аналитических

р е а г е н т о в

 

 

 

 

 

Рассмотренные характеристики . реакций ОргАР

раскрывают

с у ­

щественное превосходство

органических

р е а г е н т о в

 

перед

неоргани ­

ческими. Интересной и ценной особенностью ОргАР

я в л я е т с я

возыох -

ность улучшения их химико-^аналитических свойств путем ц е л е в о г о

синтеза новых

реагентов

- ч е г о

н е л ь з я

с д е л а т ь с

 

неорганическими

реагентами .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например,

перекись

водорода

в

сернокислом

р а с т в о р е

в з а и м о ­

действует с ионами титана с образованием комплексного

соединения,

имеющего маюинтенсивнуга

желтую

окраску

^^=410

н м ~

7 і 5 * Ю ^ .

 

Трудно предложить

новый

неорганический

реагент

т а к о г о

же

т и п а ,

по свойствам превосходящий старый. В то

же

время

ОргАР на

Т і ( І У ) -

НО

QH

 

 

 

хромотроповая

к и с л о т а ,

 

образующая

с

ним

( ^ ) ^ - ^ А ^

(-C'J

 

в

среде

концентрированной

серной

к и с л о -

J ^ J I J ^

 

 

ты пурпурно-красное соединение

£^=47Gn.'Ä

HOjS

 

 

S03H

1 , 7 - l o f

имеет

тот

н е д о с т а т о к ,

что

л - :г -

 

 

 

 

 

 

ко

окисляется

кислородом в о з д у х а .

С/.к-


 

 

 

 

 

 

-

20

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тезированная 2,7 -дихлорхромотроповая

кислота

-

новый

ч.ѵвггміцоль-

ный и устойчивый реагент на

ионы Ті ( I F ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фениларсоновая

кислота

в сильнокислом

растворе

хороню

осаж­

д а е т ионы

циркония

и

некоторых

других

элементов,

образуя

(Н.'ЛРЙ

As03 H2

осадок .

Введение

в

молекулу

реагента

л - д в м г т и л о м ' н о -

 

 

бензолазофеннльной

группы

позволяет

получить

н е й й

 

 

ОргАР,

дающий окрашенный осадок

аналитической

' Ь ' ^ М У

 

 

( с т р .

6 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подобная возможность улучшенияевойств ОргАГ по сравнению со

свойствами

уже

известных

реагентов

характерна

для

химии

органи ­

ческих р е а г е н т о в .

Например,

при

 

переходе

от

8--скси>сит-;олина к

легкосинтезицуемым

 

5,7-дигалогенпроизводннм улучшается

избира ­

т е л ь н о с т ь

реакций

новых р е а г е н т о в ,

так

как

они

приобретают

с п о ­

собность взаимодействовать в более кислых средах: и с меньшим

ч и с ­

лом ионов .

Ai: 'логичный эффект д о с т и г а е т с я при

переходе

от

а ц е т и л -

ацетона

к

теноилтрифторацетону

 

 

сиг

СН3

 

 

1

 

QH2 CF3

и во многих других случаях .

 

 

 

 

Ч £ - ''

 

 

 

X S

 

 

 

^с'

Интересным

примером

р е з к о г о

 

ö

0

 

 

 

 

 

0

 

0

улучшения свойств ОргАР являются реагенты,

дважды содержащие

о д ­

ну и ту

же ХАГ.

Например,

р е а г е н т

а р с е н а з о

I I I , отличающийся

от

р е а г е н т а

а р с е н а з о

I тем,

ч т о

в

его

молекуле

имеется

"удвоенная"

о - о к с и - о - а р с о н о а з о г р у п п и р о в к а :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AsÖ3H2

но

ОН

 

 

 

/з03Нг

 

ио

он

 

 

Н г ° 3 ѵ _ .

 

 

 

3S

 

 

S03H

 

 

 

H03S

 

 

 

S03 H

 

 

 

 

д а е т значительно более устойчивые

комплексы

с

ионами металлов -

комплекс

тория

не

разрушается даже

в 10

M хлористоводородной

 

к и с л о т е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективность

органических

 

осадителей

может

быть

улучшена

з а счет

"утяжеления"

гидрофобной

части

молекулы

ОргАР.

Например,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р е а г е н т неокупферон

осаждает

и о -

 

 

 

/ ~ \ _ ц / Л Н 4

 

 

н ы

м е д и ( І І ) , ж е л е - - ( I I I ) , г а л л и я

 

 

№ .

\ — /

4 N0

 

 

( I I I )

и д г ; т к е

полнее,

чем

к у п -

^__/

 

 

 

 

 

 

 

 

ферон,

 

вследствие

проявления

эффекта

утяжеления .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В некоторых случаях

у д а е т с я

синтезировать

новые ОргАР,

с о ­

держащие заместители вблизи реакшонноспособных групп, что при­ водит к улучшению избирательности действия реагентов вследствие стеричьчжнх іі/ікторов ( с т р . 1 5 ) .