Маскирование мешающих ионов

Органические реагенты используются для маскирования мешающих ионов. При этом они образуют устойчивые хелатные комплексы с мешающим ионом. Например, для маскирования Fe³⁺, который мешает открытию многих ионов, используют из органических реагентов винную кислоту или лимонную кислоту. Очень хороший маскирующий реагент ЭДТА, который маскирует почти все элементы, кроме Ве, образуя прочные комплексы в растворе. Лимонная кислота ( 2-окси-пропантрикарбоновая кислота ) H₃C₆H₅O₇ или HОС(CH₂COOH)₂COOH взаимодействует с Fe(OH)₃, образуя нейтральный комплекс, достаточно устойчивый в растворе, железа(III)цитрата тригидрат C₆H₅O₇Fe 3H₂O. Это красно-коричневое твердое аморфное вещество, растворимое в воде, не растворяется в этаноле.

Отделение мешающих ионов

Специфических органических реагентов, используемых для процессов отделения и разделения, очень немного. Как правило, эти реагенты участвуют в таких процессах отделения как: осаждение, хроматография, экстракция.

Отделение мешающих ионов осаждением действием группового реагента

Среди органических групповых реагентов можно выделить купферон (аммонийная соль N-нитрозо-N-фенилгидроксиламина):

O = N - N - ONH₄

|

C₆H₅

Купферон легко растворим в воде, так как в его молекуле содержится нитрозо - группа

(O=N-) и анионный атом кислорода. В купфероне группа NH₄⁺ может замещаться на ион металла, который координируется с группой - NO через кислород.

Этим групповым реагентом осаждаются из кислого раствора очень многие ионы (Fe³⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Hf⁴⁺, Mo^vi, Sn^{2+, 4+}, Sb³⁺, Fe²⁺), а большинство двухзарядных катионов металлов остаются в растворе.

8-оксихинолин (оксин) в ацетатном буферном растворе позволяет отделить (осадить) большинство металлов от щелочных и щелочноземельных металлов. Из аммиачно-щелочных растворов осаждаются щелочноземельные металлы, а в растворе останутся платиновые металлы, Со, Ni, Ag, Au, Mo, W, V.

Экстракционное отделение мешающих ионов

Более эффективное отделение ( разделение ) достигается при использовании экстракции хелатов определяемых элементов, плохо растворимых в воде, но хорошо растворимых в органических растворителях. В качестве органических растворителей для экстракции хелатов используют (инертные) растворители: хлороформ CHCl₃ (трихлорметан), тетрахлоруглерод CCl₄ (тетрахлорметан); полярные растворители: метилизобутилкетон CH₃-CO-CH(CH₃)-CH₂-CH₃,

ацетилацетон ( -дикетон ; 2,4-пентандион) CH₃COCH₂COCH₃. Ацетилацетон выделяется среди других органических реагентов тем, что он используется как в виде раствора в различных органических растворителях (ССl₄, CHCl₃, C₆H₆), так и самостоятельно. Для

ацетилацетона известно более 50 хелатов с катионами. Ацетилацетонаты большинства металлов лучше растворяются в органических растворителях, чем другие хелаты.

Метод экстракции основан на том, что вещество неодинаково распределяется между двумя жидкими фазами, не смешивающимися между собой. Обычно вода и органический растворитель. Механизм экстракции: образование комплексного соединения в водной фазе, которое затем переходит в органическую фазу. Катион (А) образует с реагентом (В) комплекс (АВ), который распределяется между водной фазой и органической, но в органической фазе он растворяется лучше, следовательно, концентрация его в органической фазе будет больше. В экстракционной системе из большого объема (V мл) водного раствора извлекается вещество в гораздо меньший объем (V_o) органического растворителя. Концентрация в этом случае повышается в (V/V_o) раз. Экстрагирование позволяет выделить микрокомпонент из раствора при отношении концентраций 1 : 10⁸.

Коэффициент распределения Д = С_о / С_в - это отношение аналитической концентрации вещества в органической фазе к аналитической концентрации вещества в водной фазе, независимо от формы существования вещества. Если Д больше 100, то можно провести одну экстракцию. Скорость экстракции зависит от концентрации вещества, от температуры, времени экстракции ( контакт фаз складывается из способа перемешивания, величины поверхности раздела и объема фаз ).