Загальні реакції, які використовуються в аналізі
В аналізі даної групи препаратів використовуються найбільш загальні хімічні властивості важких металів:
- реакції з розчинами аміаку;
- осадження сульфідами;
- комплексоутворення;
- окиснення-відновлення.
Сполуки бісмуту. Розчинні солі бісмуту (III) з розчинами лугів або аміаку утворюють осад вісмуту гідроксиду білого кольору, нерозчинний в надлишку реактиву і розчинний в мінеральних кислотах:
Bi3+ + 3OH −→ Bi(OH)3↓
Осадження сульфідами.
Розчини солей вісмуту, підкислені хлоридною кислотою, дають коричнево-чорний осад з сульфід іоном:
2Bi3+ + 3S2−→ Bi2S3↓
Осад нерозчинний в мінеральних кислотах, за винятком HNO3 , в якій він розчиняється з утворенням вільної сірки:
Bi2S3 + 8HNO3→ 2Bi(NO3)3 + 2NO + 2S↓ + 4H2O
Реакція використовується ( за ДФ) для визначення тотожності іонів бісмуту і при виявленні домішок солей лужних і лужноземельних металів. Для цього спочатку осаджують іон бісмуту гідрогенсульфідом до бісмуту сульфіду. Осад відфільтровують, а у фільтраті кількісно, за залишком після прокалювання визначають домішки.
Реакції комплексоутворення з розчином калію йодиду:
Іон бісмуту з розчином KI утворює осад чорного кольору, розчинний в надлишку реактиву з утворенням розчину жовто-оранжевого кольору, який містить іон тетрайодбісмутату:
Bi3+ + 3I−→ BiI3↓ ( чорний )
BiI3 + I−→ [BiI4] − ( розчин жовто-оранжевого кольору ).
ДФ рекомендує реакцію наведену для визначення іонів вісмуту. Тетрайодвісмутат (III) калію (реактив Драгендорфа ) є реагентом на нітрогенвмісні органічні сполуки.
Прокалювання порошку бісмуту нітрату основного дає залишок яскраво-жовтого кольору і виділяються бурі пари нітроген (IV) оксиду:
4 BiO(NO3)→ 2Bi2O3 + 4 NO2↑+O2↑
Кількісне визначення проводять методом комплексонометрії, прямим титруванням.
Титран-розчин трилону Б. Індикатор- ксиленовий оранжевий
Bi3++H6Ind→ BiH3Ind+3H+
Ксиленовий оранжевий утворює комплекс з металом, забарвлений в червоний колір. При титруванні утворюється безбарвний комплекс титранту з катіонами бісмуту:
На останній стадії відбувається руйнування стійкого комплекса метал-індикатор і утворення стійкого комплексу метал-ЕДТА , вільного індикатора (кінцева точка титрування). Кінцева точка титрування досягається після того, як усі іони бісмуту будуть відтитровані і додано надлишок ЕДТА (1-2 краплі). Червоне забарвлення переходить в жовте (колір вільного індикатора):
BiH3In + [ЕДТА]2Na→[BiЕДТА] Na + H6Ind
червоний жовтий
Бісмуту нітрат не мaє постійного складу, тому розрахунок кількісного вмісту ведуть за вісмуту оксидом (Bi2O3), якого в препараті повинно бути не менше 79,0-82,0%.
Сполуки цинку (ZnO, ZnSO4)
Реакції з розчинами лугів і аміаку
Розчинні солі цинку з розчинами лугів і аміаку утворюють осад Zn(OH)2 білого кольору
Zn2+ +2OH− → Zn(OH)2 ↓
Zn(OH)2 амфотерний і при надлишку аміаку чи лугу розчиняється
Zn(OH)2 + 2NaOH→[ Zn(OH)4]2− + 2Na+
Zn(OH)2 + 2NH3→ [ Zn(NH3)4]2+ + 2 OH−
Реакція з розчином аміаку використовується (за ДФ) в аналізі чистоти при визначенні домішок феруму, купруму, алюмінію. Домішка не повинна виявлятись в межах чутливості реакції з розчином аміаку. При наявності домішок випадають осади гідроксидів відповідних металів:
Fe3+ + 3 OH− → Fe(OH)3 ↓
кисень, Н2О, світло
Fe2+
+ 2 OH−
→ Fe(OH)2
↓
Fe(OH)3
↓
Al3+ + 3 OH− → Al(OH)3 ↓
білий
Сu2+ + 4NH3→[Cu(NH3)4]2+
синій розчин
Oсадження сульфідами:
Розчини солей цинку утворюють з сульфід- іоном осад ZnS білого кольору, який легко розчинний в HCl і нерозчинний в CH3COOH
Zn2+ +S2− → ZnS ↓; ZnS+ 2HCl → ZnCl2 + H2S↑
Дана реакція використовується (за ДФ) при визначенні домішок важких металів, які дають з реактивом осади чорного кольору:
Pb2+ + S2− → PbS↓
3. Осадження гексаціанофератом (ІІ)
3Zn2+ + 2K+ + 2 [Fe(CN)6]4− →K2 Zn3 [Fe(CN)6]2↓
білий
Осад нерозчинний в HCl розведеній. Реакція використовується для визначення тотожності сполук цинку і для встановлення домішок солей цинку в лікарських препаратах.
4. Для ідентифікації солей цинку використовують також реакцію утворення “зелені Рінмана”. Фільтрувальний папір, змочений розчинами солі цинку і кобальту нітрату, після спалювання дає попіл, забарвлений в зелений колір.
Zn2+ + Co(NO3)2 →CoZnO2 +NO2↑ + O2
Кількісне визначення іонів цинку – комплексонометрія.
За ДФ титрування проводять в присутності гексаметилентетрааміну, який додають для створення розчину з рН=5-6, індикатор-ксиленовий оранжевий.