6.6. Органические реагенты в анализе
Реакции с органическими реактивами являются высокочувствительными и достаточно специфическими, что дает возможность широко использовать их как в качественном, так и в количественном анализе (в пробирочном, капельном, гравиметрическом, фотометрическом, хроматографическом и др. методах анализа).
Первый органический реагент был предложен в 1885 г. М.А.Ильинским (α – нитрозо – β – нафтол – реагент на ионы кобальта):
Арсенал органических реагентов в анализе достаточно многочислен, это ализарин на ионы алюминия, бензидин на ионы хрома (VI), магнезон ИРЕА на ионы магния (II) и многие другие реагенты.
До настоящего времени в качестве реагента на ионы никеля применяется предложенный Л.А.Чугаевым диметилглиоксим:
Комплекс диметилглиоксима с ионами никеля в аммиачной среде отличается яркой розово – красной окраской.
Диметилглиоксимат никеля является типичным представителем внутрикомплексных соединений.
Внутрикомплексными соединениями называются солеобразные вещества, в которых ионы металла соединены с органическим лигандом как ковалентной, так и координативной связью. Такие соединения называют еще клешневидными, хелатными.
Возможности использования внутрикомплексных соединений значительно расширяются за счет их высокой устойчивости, характерной окраски, малой растворимости в воде, хорошей растворимости в некоторых органических растворителях.
В качественном и количественном анализе широкое применение получили производные аминополикарбоновых кислот (комплексоны), которые образуют с ионами металлов прочные внутрикомплексные соединения.
Простейший комплексон – нитрилотриуксусная кислота (НТА, комплексон I):
Наибольшее значение имеет четырехосновная этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ, комплексон II):
Комплексоны наряду с карбоксильными группами (СООН) содержат аминный азот (≡ N). Благодаря такому строению они отличаются полидентатностью.
На практике обычно применяют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА, Na – ЭДТА, комплексон III, трилон Б, хелатон III, иргалон, титриплекс III):
С некоторыми ионами металлов комплексоны образуют достаточно прочные соединения (Кн ~109 1026), что дает возможность использовать их в качестве маскирующих реагентов. Например: ионы железа (III) маскируются комплексоном III лучше, чем ионами F или PO43. При помощи ЭДТА можно производить маскировку ионов свинца (II), и в их присутствии открывать ионы бария (II) действием хромата калия.
Реакции между металлом–комплексообразователем и комплексоном протекают стехиометрично, т.е. в строго эквивалентных соотношениях. Благодаря чему их широко используют в количественном анализе для определения многих катионов. Трилон Б образует прочные растворимые комплексы наряду с другими катионами и с катионами щелочноземельных металлов, что дает возможность использовать его для целей количественного анализа, в том числе для комплексонометрического определения жесткости воды.