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
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
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 ' - |