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: 139

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

40 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ними растворителями (экстракт диметйлглиоксимата никеля в хлоро ­

форме

окрашен

в

оранжевый

ц в е т ) . При проведении реакции

 

на никель

в

присутствии

окислителей

образуется растворимое в воде интенсив ­

но окрашенное в красно-бурый цвет соединение окончательно

невыяс ­

ненного

строения.

Реагент

широко применяется для

определения

ни ­

к е л я . Чувствительность

реакции

фотометрического

определения

нике ­

л я

~ - 0 , 0 І

мкг/мл .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д и э т и л д и т и о к а р б а м и н а т

 

н а т р и я . Бв -

с

ц

 

 

$

 

 

 

лое

кристаллическое вещество,

хорошо

р а с т в о -

 

J ^ N - C ^

 

-3Uto

римое

в

воде .

С ионами

тяжелых

металлов

обра -

C2Hs

 

SWa

 

зует

внутрикомплексные

соединения,

 

н е р а с т в о -

 

 

 

 

j

 

 

 

римые в

в о д е ,

но

экстрагируемые

хлороформом.

(CjH^

N - C

 

^Ие/п.

Окрашенные

комплексы

образуют ионы

 

Gu(II)

-

 

 

'

4

4

б у р

ы й

,

 

 

N i ( I I ) -

желто-зеленый,

 

UOt? -

 

к р а с ­

 

 

 

 

 

 

 

 

но-коричневый,

Мо(УТ)

-

красный

и

 

д р у и

е.

 

 

Д я т

и

о

л ( 4 - м е т и л - І , 2 - д и м е р к а п т о б е н з о л ) .

Твердое,

слегка

 

 

 

 

 

 

 

. „

желтоватое вещество,

плохо оастворимое в в о д е ,

 

 

 

 

 

 

 

 

но хорошо в органических растворителях .

Ионы

 

 

 

 

 

 

мі.огих тяжелых металлов реагент осаждает в

 

 

 

3

 

 

 

виде

окрашенных

осадков:

черного

/ С и ( І І ) ,

 

N i ( I I ) ,

 

С о ( і І ) / ,

кирпично-красного

/ В і ( І І І ) / ,

красного

/ Л а ( і У ) / ,

желтого

/ Р 6 ( І І ) / .

Nb(yi)

осаждается в

виде

зелено - желтого,

 

а

 

 

о

0

 

с

 

г и

 

ШУІ) - зелено - голубого осадков.

Эти с о е -

 

 

 

Mo

 

Г ^ Г "

 

динения хорошо

экстрагируются

 

амилацета -

^

^

 

*

л

 

 

 

 

том и

хлороформом.

Экстракт

молибдена

о

 

.

 

 

D

 

 

 

 

 

имеет зеленую окраску (из 6 M HCl),

 

вольфрама

-

 

голубовато-зеленую (из 10 M HCl) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т ч о м о ч е в и н а .

 

Белое

кристаллическое

вещество,

р а с т ­

воримое

в

воде

и

этаноле . Образует раствооимые в воде комплексные

 

 

^jg

 

щ

 

 

соединения с ионами многих тяжелых металлов.

 

 

 

Ч С

 

 

 

 

Полагают, что в молекуле комплекса

тиомочевина

 

 

 

S

 

 

 

связана

с

атомом металла

з а

счет

свободной

электронной

пары

атома

серы.

 

Комплекс

Оэ(ПІІ—>- I I I )

 

о

тиомоче-

виной

O s C S C ^ ^ ^ ) ^

имеет

красную

окраску,

рутения

 

( I I I ) -

с и ­

нюю,

В І ( І І І )

и

Те(ІУ)

- желтую.

Реагент

применяют

для

фотометри­

ческого определения осмия, висмута, теллура, рения, рутения . Чув ­

ствительность реакции

на

S ü ( I I I ) ~2 мкг/мл (в

6 M HCl) .

Использу­

ется для маскирования

м е д и ( І І )

при определении

висмута в

меда, так

кактиомочевинный комплеко

меди

намного прочнее

комплекса

висмута.



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

41

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

-

о

к с

и

х

и

н о л и н

 

( о к с и н ) .

Почти

б е л о е ,

с л е г к а

ж е л т о ­

 

 

 

 

 

в а т о е

мелкокристшіл.»ческое вещество

( ^ п

л >

74°

С ) ,

 

 

 

 

 

малорастворимое

в

в о д е .

Хорошо р а с т в о р я е т с я

в

р а с т ­

 

 

 

 

 

ворах

кислот

и

щелочей,

в

э т а н о л е ,

а ц е т о н е ,

х л о р о -

 

 

' ' • • Н О

 

форме. Является

аыфолитом: р К д «

9,7

-

9,8,

pKg=

 

9,0

-

9,3 .

Оксихинолин

неь .бирательный

р е а г е н т , почти

со

всеми

и о ­

нами металлов при соответствующих значениях pH

( с т р .

14)

образует

малорастворимые в воде внутрикомплексные соединения. Комплексы с

ионами

металлов,

обладающих хромофорным

действием,

окрашены

 

( с т р .

34)

в

различные

ц в е т а ,

не

обладающих —

различных

желтых

о т т е н к о в .

Широко применяется в гравиметрических и

фотометрических

методах

определения меди, алюминия, магния, вольфрама, урана,

 

германия,

молибдена, ванадия и других элементов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналоги

8-оксихиполина:

5,7-дигалогенопроизводны ѳ

и 2 - м е т и л -

8-оксихинолин

отличаются лучшей избирательностью

( с т р .

20,

15) .

 

8 -

м

е р к

а

п

т о х и н

о л и н {

т и о о к с и н ) .

 

Дигидрат

8 - м е р -

 

 

 

 

 

каптохинолина - кристаллическое вещество вишнево-

 

 

 

 

 

красного

ц в е т а .

 

На

практике

пользуются

калиезой

солью,

 

 

 

 

 

представляющей

собой светло - желтое кристаллическое

 

 

 

 

SK

вещество

со

слабым

запахом меркаптана .

Реагент

я в л я ­

ется

амфолитом:

рКд= 8,48,

pKg=

2,02 .

 

С ионами

металлов

образует

внутрикомплексные

соединения,

 

малораотворимые

в

воде

и

хорошо

р а с т ­

воримые в органических растворителях, ч т о

и с п о л ь з у е т с я

для

их

 

экстрагирования .

 

Они образуются

при

меньшем

pH,

чем

в

случае

о к с и -

хинояина.

Соединения

с ионами

металлов

с

заполненными

d-opuar ., .-

лями все

желтые,

 

с

незаполненными

dr-орбиталями

-

интенсивно

окіэа-

шенные.

Комплексы

 

C u ( I I ) ,

Z a ( I I ) ,

p ö ( I I )

-

желтые,

Ѵ( ІУ)

-

з е -

 

 

 

 

 

леный,

Мо(УІ)

-

фиолетовый,

 

Ni ( I I )

-

к р а с н о - р о з о ­

 

 

 

 

 

вый,

Ми(ІІ>

-

розовый,

 

С о ( І І )

-

бурый

и т . д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интенсивная

окраска

комплексов

переходных

м е -

 

 

S^Me/n

таллов связывается

с

их

мезоионным

строением.

 

 


 

-

42

-

 

 

 

Цветные

реакции

о

окрашенными

органическими

 

аналитическими

реагентами

 

Для фотометрического определения ионов металлов, не обладаю­

щих хромофорными с в о й с т в а м и ' 4 ' ,

важное

значение имеют

окрашенные

ОргАР. В этом случае

как цветность исходного

реаге?іта,

так и ц в е т ­

ность аналитической формы обусловлены осуществлением электронных

переходов

в электронной

оболочке молекулы самого

р е а г е н т а

( л и -

г а н д а ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Окраска и строение молекул органических

соединений

 

В настоящее время к рассмотрению теории цветности

о р г а н и ч е с ­

ких соединений существуют два

подхода. Первый

из

них -

химическая

т е о р и я , в

значительной

степени

основанная на

ряде

найденных

на

практике подуэмпирических зависимостей . Второй подход, интенсивно

развиваемый, -

квантовомеханический .

В основе

квантовомеханичес -

кой теории цветности лежат волновые свойства электронов,

обуслов ­

ливающие

в а л е н т н о с т ь

и химическую

с в я з ь .

 

Имеются

три

способа

р а с ­

ч е т а взаимодействия 5і - электронов

в

молекулах органических

соеди ­

нений:

метод

локализованных валентных

связей (метод

р е з о н а н с а ) ,

метод

молекулярных

орбиталей,

..метод свободного электрона .

Наиболее

плодотворные

результаты

дают

д в а

последних метода,

их

начинают

и с п о л ь з о в а т ь

также и в теории

ОргАР.

 

 

 

 

Т и п ы

э л е к т р о н н

ы

х

 

 

п е р е х о д о в .

При

рассмотрении спектров органических соединений учитывают пять

т и ­

пов молекулярных орбиталей и находящихся на них электронов .

 

Электронные переходы при поглощении квантов энергии возможны

среди следуюиіих

орбиталей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-"

 

 

разрыхляющая

 

 

 

 

 

 

si'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разрыхляющая

 

 

 

 

 

 

п

 

 

несвязнвающая

 

 

 

 

 

 

ut

 

 

связывающая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

связывающая.

 

 

 

 

Орбитали на схеме расположены в порядке увеличения энергии .

Разли­

чия в х а р а к т е р е

орбиталей понятны

из

р и с .

7.

 

 

 

 

х) Например, s- і; р - э л е м е н т о в .


 

 

_ 43 -

Атомные

//срезывание

/Ѵоле<улл/і««е

opЧитала

атонии*

oft^umaJu

 

 

0

0

-

 

 

 

 

 

. Рис . 7.

 

 

 

Различные

молекулярные

 

 

 

орбитали .

 

 

@

Сложение

перекрывания

 

 

Ѳ

Вычитание

перекрывания

 

 

9 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ü

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ft1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

осуществления

электронного перехода

б"-б-* т р е б у е т с я

з н а ч и ­

тельная

з а т р а т а

энергии

С"'160

 

к к а л / м о л ь ) ,

 

поэтому полосы

поглоще­

ния

в

спектрах

соединений,

соответствующие

этому

переходу,

 

наблю­

даются в

ультрафиолетовой ч а с т и

с п е к т р а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возоуждение

р - э л е к т р ^ н о в ,

 

входящих в

необобществленные

н е п о -

деленные

пары л - э л е к т р о н о в

у атомов ~Н< и -

0 , - локализованные у

этих

атомов

С"--*^" и

n.-»fl?-переходы), требует

значительно

меньшей

затраты

энергии .

Особенно .подвижны делокализованнке

Зс-электропы

кратных

с в я з е й , участвующие

в

образовании

сопряженных

систем,

 

поэтому

цветность

соединения

в

основном

о п р е д е л я е т с я

осуществле ­

ние.^

З і - ^ - п е р е х о д о в .

Энергия,

 

необходимая

для осуществления

этих

переходов,

может

быть

рассчитана по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

р

_

A.C _

6,62

Ш

27

З - Ш,-17

 

откуда для Я=400 ни

лБ = 71

ккал

 

 

Л

~

 

 

л

 

 

 

 

д л я Л =700 нм

A S = 41

fgff.

МОЛЬ'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф а к т о р ы ,

 

 

о п р е д е л я ю щ и е

 

х а р а к т е р

ц в

е

т

н о

с т

и

 

В открытых

или замкнутых

системах

сс-иркженньх

двойных

с в я з е , 1

в

молекулах

энергия возбуждения

зг - электгллюз

 

уменьшается до величин,

соответствующих квантам

видимого

с в е т а .

Спектр поглощения таких

систем

тем более

сдвинут

в стог/жу

д л з і ' -