![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Применение органических реагентов в аналитической химии |
СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 2. Реакции, основанные на образовании комплексных соединений металлов 2.1 Внутрикомплексные соединения 2.2 Хелатные комплексные соединения 2.3 Понятие о функционально-аналитической и аналитико-активной группах 3. Реакции без участия комплексных соединений металлов 3.1 Образование окрашенных соединений с открываемым веществом 3.2 Образование органических соединений, обладающих специфическими свойствами 4. Использование органических соединений в качестве индикаторов титриметрических методов 4.1 Теории кислотно-основных индикаторов 4.2 Индикаторы группы азосоединений 4.3 Трифенилметановые индикаторы 4.4 Нитроиндикаторы 4.5 Индикаторы других структурных групп Заключение Использованная литература 1. ВВЕДЕНИЕ Органические вещества широко применяются в аналитической химии вообще и в фармацевтическом анализе, в частности. Ещё с начала нашей эры было известно, что настой чернильных дубильных орешков можно было применять в качестве пробы на железо. Много столетий спустя (1815 год) было установлено, что крахмал в присутствии йода окрашивается в синий цвет. Первым синтетическим специфическим органическим реагентом для химического анализа считается реактив Грисса-Илошвая (предложен П. Гриссом в 1879 году и подробно изучен Л. Илошваем в 1889 году) – смесь α-нафтиламина и сульфаниловой кислоты, которая даёт красную окраску с нитрит-ионами. В 1885 году М.А. Ильский и Г. Кнорре предложили α-нитрозо-&be a;-нафтол в качестве реагента для открытия и определения кобальта. Эта реакция оказалась примерно в 120 раз чувствительнее применявшейся ранее аналитической реакции катионов кобальта с нитритом калия. В 1905 году Л.А. Чугаев в работе «О новом чувствительном реагенте на никель» предложил диметилглиоксим в качестве реагента на никель и затем в своей докторской диссертации (1906) изложил результаты исследований в рассматриваемой области. Предложенный Чугаевым диметилглиоксим и поныне является непревзойдённым аналитическим реагентом на никель. В настоящее время известно очень большое число синтетических органических реагентов, применяемых в химическом анализе, благодаря трудам И.П. Алимарина, А.К. Бабко, Р. Берга, В.А. Назаренко и других исследователей. 2. РЕАКЦИИ, ОСНОВАННЫЕ НА ОБРАЗОВАНИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ При таких аналитических реакциях преимущественно (хотя и не всегда) применяются циклообразующие лиганды, способные к построению хелатных комплексов, особенно – внутрикомплексных соединений и комплексонатов металлов. Молекулы подобных лигандов должны содержать функционально-аналитические группы (ФАГ), способные образовывать с атомами металлов-комплексообразователей относительно прочные координационные связи, чаще всего – устойчивые металлоциклы. В состав ФАГ могут входить группы ОН, SH, H, C=O, C=S, гетероатомы азота и др. В химическом анализе используют комплексные соединения практически всех типов – катионного, анионного, комплексы-неэлектролиты, комплексы с неорганическими и органическими лигандами, моноядерные, многоядерные и т. д. Кратко охарактеризуем наиболее часто используемые в химическом анализе комплексных соединений.
2.1 Внутрикомплексные соединения Внутрикомплексные соединения (ВКС) – координационные соединения металлов с одинаковыми или различными бидентатными (обычно-органическими) ацидолигандами, связанными с одним и тем же атомом металла комплексообразователя через одну отрицательно заряженную и одну нейтральную донорные группы с образованием одинаковых или различных внутренних металлоциклов (хелатных циклов), не содержащие внешнесферных ионов и являющиеся комплексами-неэлектролитами. Примером ВКС могут служить глицинат меди (II) и оксихинолинат цинка: К ВКС относятся также такие практически важные соединения, как оксихинолинаты металлов состава ML (L – депротонированный по венольной группе остаток 8-оксихинолина, – степень окисления металла М), комплексы металлов с оксиоксимами, нитрозогидроксиламинами, нитрозофенолами, различными аминокислотами и др. 2.2 Хелатные комплексные соединенияВКС представляют собой частный случай хелатных комплексных соединений (хелатов) металлов (ХКС), т. е. координационных соединений металлов с одинаковыми или различными отрицательно заряженными или нейтральными полидентатными лигандами (органическими или неорганическими), имеющих один или несколько одинаковых или различных хелатных циклов. Термин «хелат» предложен в 1920 году Морганом и Дрю. Хелаты, в отличии от ВКС, могут быть комплексами катионного, анионного типа или комплексами-неэлектролитами, содержать во внутренней координационной сфере или только полидентатные, или одновременно один или несколько полидентатных и монодентатные лиганды и иметь или не иметь внешнесферные ионы. Различия между ВКС и ХКС иногда (но не всегда) не делается: любые ХКС, содержащие хотя бы один хелатный цикл, нередко называется ВКС. В ХКС один и тот же полидентатный лиганд образует один или несколько хелатных циклов, причём этот лиганд может быть би-, три-, тетра-, пента-, гексадентатным. Так, в комплексах 8-оксихинолином (оксином) реализуются пятичленные металлоциклы: Примером может служить вышеописанный оксихинолинат цинка или оксихинолинат магния MgL2 (символом HL обозначена молекула 8-оксихолина), осаждающийся из растворов в виде осадка темно-зелёного цвета и используемы для определения магния. Большую группу хелатных комплексов образует этилендиамин H2 CH2CH2 H2 (часто для краткости обозначаемый E или e ), дающий пятичленные металлоциклы, например, в комплексе платины(II)Два идентичных металлоцикла содержаться в комплексе кобальта(III) наряду с двумя монодентатными тиоцианатогруппами: Этот комплекс применяется для определения серебра(I), висмута(III) в форме соединений . К ХКС относятся такие практически важные вещества, как соединения металлов с основаниями Шиффа, комплексонаты, фталоцианины металлов, порфирины, хлорофилл, гемоглобин, цианокобаламин, инсулин, ферритин и многие другие. 2.3 Понятие функционально-аналитических и аналитико-активных группахВКС – обычно малорастворимые в воде, часто – окрашенные вещества, могут экстрагироваться (иногда избирательно) органическими растворителям, не смешивающимися с водой. ХКС обладают различными растворимостью и окраской, зависящими от природы как металла-комплексообразователя, так и лигандов внешней сферы Так, например, ионы меди(II) Cu2 при взаимодействии с органическими соединениями – α-ацилоиноксимами – образуют комплексы зелёного цвета, содержащие пятичленные металлоциклы: При реакциях ионов кадмия Cd2 c органическми реагентами состава Ar- = - H-Ar' (Ar и Ar' – арильные радикалы), содержащими в качестве ФАГ диазоаминокруппу, образуются комплексы красного цвета.
Сурьма (III) даёт малорастворимые белые осадки комплексов с лигандами, имеющими в качестве ФАГ две соседние фенольные группы в ароматическом ядре, наример с пирогаллолом. Образующиеся комплексы содержат пятичленные металлогруппы: В настоящее время известно значительное число ФАГ. Наличие ФАГ в органической молекуле является необходимым, но не всегда достаточным условием, позволяющим использовать данное органическое соединение в качестве аналитического реагента. Требуется также во многих случаях присутствие аналитико-активных групп (ААГ), обычно не образующих непосредственно координационные связи с центральным атомом металла-комплексообразователя, но усиливающих аналитический эффект ФАГ. Сочетание ФАГ, ААГ вместе с центральным атомом определяемого металла даёт «аналитический узел», играющий решающую роль в соответствующей аналитической реакции. Понятие о ФАГ и ААГ было введено Л. М. Кульбергом. К некоторым основным критериям применения внутрикомплексных соединений в химическом анализе относятся: а) малая растворимость комплексного соединения в тех случаях, когда их используют для осаждения ионов металлов из растворов; б) наличие интенсивной характерной окраски образующихся комплексов, если их используют для открытия или определения ионов металлов по окраске раствора; в) достаточно высокая устойчивость образующихся комплексов (большие значения констант устойчивости). Для обеспечения этих критериев необходимо соблюдение, по крайней мере, следующих условий: молекулы органических реагентов должны содержать ФАГ; 2) ФАГ должен иметь такую пространственную конфигурацию и взаимное расположение донорных атомов (азота, кислорода, серы, фосфора, мышьяка и др.), чтобы могла реализоваться возможность образования наиболее устойчивых пяти- и шестичленных металлоциклов; 3) молекула органического лиганда должна иметь, По-возможности, большую молекулярную массу – это понижает погрешности определения металлов. На практике процессы комплексообразования часто сочетают с экстракцией. Некоторые органические реагенты позволяют открывать определять целый ряд катионов. К числу таких органических реагентов относятся соединения группы арсеназо, содержащие мышьяк, азогруппы, SO3H, ОН (арсеназо I, арсеназо II, арсеназо III, полиарсеназо), например Так, с помощью арсеназо I можно определить уранильную группу UO22 , катионы кальция Ca2 , бериллия Be 2 , меди Cu2 , кобальта Co2 , никеля i2 , алюминия Al3 , редкоземельных металлов титан (III), цирконий (IV), торий (IV), ванадий (V), ниобий (V), тантал (V), а также анионы F ˉ , BF4ˉ. Арсеназо III позволяет определить катионы Be2 , Mg2 , Ca2 , Z 2 , Cd2 , Hg2 , Al3 , Pb2 , редкоземельных металлов, титан (III), цирконий (IV), торий (IV), гафний (IV). К числу достаточно распространённых в химическом анализе относятся, например, такие органические реагенты, как дитизон, диметилглиоксим, 1-нитрозо-2-нафтол. Дитизон, или дифенилтиокарбазон (часто сокращённо обозначается Н2Dz ) впервые был предложен в качестве реагента на катионы Z 2 , с которыми он образует комплекс малинового цвета – дитизонат цинка Z (НDz)2,растворимый в хлороформе и в тетрахлориде углерода.
Известен также гермилен состава GeH2. С азотом Г. непосредственно не реагирует, однако существует нитрид Ge3N4, получающийся при действии аммиака на Г. при 700—800°С. С углеродом Г. не взаимодействует. Г. образует соединения со многими металлами — германиды. Известны многочисленные комплексные соединения Г., которые приобретают всё большее значение как в аналитической химии Г., так и в процессах его получения. Г. образует комплексные соединения с органическими гидроксилсодержащими молекулами (многоатомными спиртами, многоосновными кислотами и др.). Получены гетерополикислоты Г. Так же, как и для др. элементов IV группы, для Г. характерно образование металлорганических соединений, примером которых служит тетраэтилгерман (C2H5)4 Ge3. Получение и применение. В промышленной практике Г. получают преимущественно из побочных продуктов переработки руд цветных металлов (цинковой обманки, цинково-медно-свинцовых полиметаллических концентратов), содержащих 0,001—0,1% Г. В качестве сырья используют также золы от сжигания угля, пыль газогенераторов и отходы коксохимических заводов
1. Практические аспекты применения различных видов контрацептивов в подростковом возрасте
2. Отчет по практической работе "Изучение MS Windows & MS Word 4 Windows 2.0"
9. Культурологический аспект изучения фразеологических единиц (на материале очерка)
10. О возможности применения структурно-демографической теории при изучении истории России XVI века
11. Теоретические и практические аспекты аудиторской деятельности
12. Теоретические, нормативные и практические аспекты учетной политики на предприятии
13. Психолингвистические аспекты изучения дискурсивного мышления языковой личности
14. Применение современных компьютерных технологий при изучении химии
15. Теория молекулярных орбиталей в комплексных соединениях
16. Практическое применение космонавтики
17. Роман Ивана Сергеевича Тургенева "Отцы и дети" в аспекте современного изучения классики
20. Получение и применение кальция и его соединений
25. Эффективность комплексного применения методов неразрушающего контроля
26. Некоторые аспекты работы адвоката по делам, связанным с применением норм об исковой давности
27. История развития ЭВМ и практическое применение в обучении
28. Теории мотивации, их взаимосвязь и практическое применение на примере магазина
29. Комплексное изучение социальных групп. (Как основа для принятия управленческих решений)
30. Кислородосодержащие органические соединения
31. Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.
32. Лизинг: экономические и правовые аспекты применения в России
33. Система директ-костинг и ее практическое применение в анализе
34. Практическое применение Гамавита для повышения работоспособности лошадей
35. Каучуки и кремний органические соединения
36. История изучения ополий Центральной России: ландшафтный аспект
37. Некоторые аспекты применения УМК “Моделирование цифровых систем на языке VHDL”
41. Практическое применение программы "1С: Торговля и склад 7.7"
42. Детектор лжи и его практическое применение в следственно-судебной практике
43. Практическое применение дидактических игр на уроках английского языка
46. Изучение влияния селенсодержащих соединений на системную гемодинамику и мозговой кровоток
48. Контекстуальные аспекты в исследовании и изучении конфликтологической культуры специалиста
49. Применение алгоритмического метода при изучении неравенств
50. Применение проблемного обучения при изучении темы: "Предельные одноосновные кислоты"
53. Комплексное изучение ребенка
57. Синтезы органических соединений на основе оксида углерода
61. Практическое применение теории игр
62. Введение в специальность («комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений»)
64. Изучение миксомицетов среднего Урала, выращенных методом влажных камер
65. Биоэтические аспекты использования животных в биомедицине
67. Философские основы кибернетики и методология ее применения в военном деле
68. Применение ЭВМ для повышения эффективности работы штаба ГО РАТАП
69. Характеристика современных средств поражения и последствия их применения
73. Комплексная характеристика Словении
74. Широкозонная система спутниковой дифференциальной навигации (теоретический аспект)
75. Таможенные аспекты в логистике при транспортировке
76. Памятники права в историческом изучении
77. М.М.Богословский и его методология по изучению истории России
78. Правовые аспекты международного коммерческого контракта
80. Единый социальный налог - правовой аспект
81. Правовые аспекты трансплантологии и реаниматологии
82. Экономико-правовой аспект временного вывоза культурных ценностей
83. Теоретические аспекты между бюджетами всех уровней с помощью деятельности Федерального Казначейства
84. Возникновение, развитие и организация аудиторских проверок и ревизий. Правовой аспект
85. Фiнансова дiяльнiсть держави, ii правовi аспекти
90. Лингвострановедческий аспект экономической лексики
91. "Хлопки, хлопушки, удары" в народном танце, методика изучения
92. История изучения проблемы культуры, предмет культурологии
94. Структурные и понятийные аспекты языка
95. Комплексный характер переводческих трансформаций в рассказах Эдгара По
96. И.И.Крылов на Кавказских Минеральных Водах. Изучение проблемы
97. Методы изучения музыкальных произведений крупной формы в старших классах общеобразовательной школы
99. Метод комплексного археолого-искусствоведческого анализа могильников