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
- 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 |
|
|
1Г |
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 ) .