![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Кузнецов В.В. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ учеб. пособие
.pdf
|
|
|
- |
51 |
- |
|
|
|
|
|
тронную |
систему |
молекулы водородоподобному |
атому. |
Это |
д а е т |
в о з |
||||
можность описать |
поведение |
каждого |
з(-электрона. |
|
|
|
||||
Полная электронная энергия молекулы, равная сумм^ значений |
||||||||||
энергий |
электронов |
на в с е х |
занятых |
молекулярных орбиталях, |
должна |
|||||
быть минимальной. |
Основываясь на этом, находят значения парамет |
|||||||||
р о в , определяющих |
энергию одного э л е к т р о н а . |
Это - |
кулоновский и н |
|||||||
т е г р а л |
( di ) , равный энергии одного электрона в поле |
к а к о г о - л и б о |
||||||||
одного |
ядра (атома |
у г л е р о д а ) , |
и резонансный |
и н т е г р а л |
( |
) , о п р е |
деляющий энергию электрона, движущегося в поле различных атомов .
Зная величины |
|
и |
ßij |
, наѵодят собственные |
значения |
энергий |
|
|||||||||||||||||
различных |
уровней . |
Расчеты |
проводятся |
на |
|
ЭЦВМ. Значения |
di |
|
и |
|||||||||||||||
удобнее въести |
в |
р а с ч е т |
в к а ч е с т в е |
полуэмпирических |
параметров . |
|||||||||||||||||||
Выбирая различные модели строения молекулы |
|
и с о п о с т а в л я я |
вы |
|||||||||||||||||||||
численные |
характеристики |
с |
экспериментально |
найденными |
(например, |
|||||||||||||||||||
Я м а к с |
) , |
делают |
выводы |
о |
наиболее |
близкой |
к |
реальной |
структуре |
|||||||||||||||
исследуемого |
соединения. |
Кроме |
того, могут |
|
быть |
получены |
такие |
|
||||||||||||||||
сведения, |
как порядок с в я з е й , |
з н а ч е н и я 3t-электронных |
плотностей |
|||||||||||||||||||||
на атомах |
и |
индексы |
свободной |
валентности |
|
( т а к |
называемая |
м о л е к у |
||||||||||||||||
л я р н а я д и а г р а м м а ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При комплексообразовании ионов металлов с |
реагентами |
п р о и с |
||||||||||||||||||||||
ходит |
смещение |
уровней |
at - электронной |
энергии молекулы |
р е а г е н т а . |
|||||||||||||||||||
Поэтому в |
методе |
ЛКАО |
МО |
влияние ионов |
металлов р а с с м а т р и в а е т с я |
|||||||||||||||||||
к а к возмущение сопряженной хромофорной системы |
молекулы |
р е а г е н т а . |
||||||||||||||||||||||
Количественно возмущение сопряженной системы моделируется |
и з м е н е |
|||||||||||||||||||||||
нием величины кулоновских интегралов донорных атомов, |
н е п о с р е д |
|||||||||||||||||||||||
ственно взаимодействующих |
о |
ионом |
м е т а л л а . |
|
Эта |
модель |
применима |
|||||||||||||||||
только |
д л я ионов |
металлов, |
|
обладающих |
изоэлек^ронной |
с |
инертными |
|||||||||||||||||
газами |
внешней |
электронной |
|
оболочкой |
( N a + , |
В а 2 |
+ , |
АГ^", |
ТЛ(ІУ), |
|||||||||||||||
Zr(IY) |
и |
д р . ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подобные |
расчеты |
были |
|
проведены, |
например, |
д л я р е а г е н т о в |
||||||||||||||||||
типа а р с е н а з о |
I |
и а р с е н а з о |
|
I I I . Было |
п о к а з а н о , |
ч т о р е а г е н т |
а р с е - |
|||||||||||||||||
пазо I в слабокислых средах находится в таутомерном равновесии |
||||||||||||||||||||||||
между |
азоидной |
|
и хинонгидразонной формами, |
причем |
р а в н о в е с и е |
|||||||||||||||||||
значительно |
сдвинуто в |
сторону азоидной |
формы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
НО |
ОН |
|
|
|
|
|
/ - < |
|
' |
|
О |
ОН |
|
|
||||
|
Квантовохимические |
расчеты |
позволили |
и з |
д в у х предполагаемых |
|||||||||||||||||||
. структур |
комплекса |
а р с е н а з о |
I |
с |
ионами |
ѴОІ? |
и |
Т(і(ІУ) |
/А |
, |
Б / : |
- 52 -
-0,5 " ^ ^ s o i |
" V v |
v |
s q f
|
A |
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
^макс |
Р а с ч е т н - |
5 4 9 ш |
|
|
Л макс. |
Р а с ч е т н ' 59° |
н |
м |
|
||
|
|
|
|
|
|
^макс. |
экоперим. |
595 |
пм |
|
|
выбрать более обоснованную, так как только для нее |
расчетные |
д а н |
|||||||||
ные совпали о экспериментальными - |
( Б ) . |
|
|
|
|
|
|||||
Расчеты по методу |
{ДО ЛКАО были выполнены и для |
некоторых |
|||||||||
других реагентов - аэосоѳдинений, оксиантрахинонов, |
реагентов |
||||||||||
трифѳнилметанового. рада |
и |
их |
когдлексов. |
|
|
|
|
||||
М е т о д |
с в о |
б о |
д |
н о г |
о |
э л е к т р |
о |
н |
а . |
Дело- |
|
кализация |
зГ-электронов |
в системе сопряженных связей молекулы мо |
|||||||||
жет быть представлена как перемещение каждого электрона |
вдоль ц е |
||||||||||
пи сопряжения от |
одного |
концевого |
атома |
до другого . |
На |
границах |
цепи сопряжения потенциальная энергия принимается бесконечно боль
шой. |
Это |
позволяет .рассмотреть |
движение |
электрона в одномерном |
|||||||||||
потенциальном ящике и решить для него уравнение Шредингера. |
|
||||||||||||||
|
|
Такая модель дает : квантовомеханическое объяснение |
эффекта |
||||||||||||
сопряжения |
и может |
использоваться для |
более |
простого, |
чем.в слу |
||||||||||
чае |
ЖАО |
МО, |
расчета |
^^акс |
длинноволновой |
полосы поглощения |
|||||||||
окрашенного соединения. Для этого нужно |
знать число |
X-электронов |
|||||||||||||
X |
и длину |
одного |
звена сопряжения € . Разность энергий между выс |
||||||||||||
шим заполненным уровнем и ближайшим вакантным: |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8m |
L |
|
|
|
|
|
откуда: |
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
л |
|
8 m c |
|
J— |
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
о и і ц . |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
Z J |
C + I |
|
|
|
|
г д е |
L - |
длина цепи сопряжения |
L = Ж і . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
При |
ионизации |
молекулы р е а г е н т а |
2 |
р - э л е к т р о н а (О - и - Й |
- |
||||||||
атомов в |
группах |
-ОН, |
-NH-) включаются |
в общую |
цепь |
сопряжения |
|||||||||
и |
е е |
протяженность |
у в е л и ч и в а е т с я |
на одно |
з в е н о . |
Это приводит |
к |
||||||||
смещению |
максимума |
поглощения |
в |
сторону |
более длинных |
в о л н . |
Можно |
||||||||
предположить, |
что |
т а к о е |
же влияние оказывают |
и- другие |
заместители, |
||||||||||
но |
по - другому . |
Поскольку р - электроны |
атоіѵюв |
заместителей' (fO-,-N=,-S~) |
- 53 -
не участвуют в сопряжении, |
их влияние на протяженность цепи сопря |
||
жения учитывают, рассматривая их проникновение через |
потенциаль |
||
ный б а р ь е р , разделяющий р-электроны и лГ-электропную |
систему, бла |
||
г о д а р я туннельному |
эффекту. |
Коэффициент прозрачности |
потенциаль |
ного б а р ь е р а ' з а м е н |
я е т с я на |
известную величину степени |
ионности |
связи атома заместителя с сопряженной системой. Длину соответству ющей цепи сопрачіения вычисляют с определенной осторожностью ввиду возможности ее изменения вследствие нарушения копланарности моле
кулы, |
прерывания |
сопряжения и д р . |
( с т р . |
46) . |
|
|
|
|
|
Механизм смещения іс - электронов при образовании внутриком- |
|||||||
плексного соединения может быть |
описан |
как нарушение |
установивше |
|||||
г о с я равновесия |
диффузии р - электронов в |
сопр~женную |
систему |
моле |
||||
кулы, |
потому что |
ион водорода замещается на ион металла . Зная |
||||||
степень ионности |
образовавшейся |
с в я з и , |
можно |
учесть |
изменение д л и |
|||
ны сопряженной системы р е а г е н т а |
и |
рассчитать |
значение |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
manu • |
|
внутрикомллексного соединения. |
Отметим |
з д е с ь , |
что на |
основе |
этих |
|||
теоретических оасомотрений окраска |
внутрикомшіексного соединения |
промежуточная между окрасками молекулярной и полностью ионизован
ной формами |
р е а г е н т а ( с т р . 4 8 ) . |
|
|
|
Просчитывая длину сопряженных систем различных структур и |
||||
сопоставляя |
расчетные значения |
их максимумов |
поглощения |
-Я.„,.„„ |
с найденными |
экспериментально, |
делают выводы |
о наиболее |
близком |
к действительному состоянии молекулы реагента и его комплексов.
Так, |
например, для |
люмогаллиона можно |
представить два в а р и |
|
анта строения комплекса |
с ионами г а л л и я : |
|
|
|
" ( U |
( К _ + „ |
"OjS |
O s |
- |
С£ W
Cf
W
|
|
A |
|
|
Б |
|
|
Расчетное |
значение |
^ м а к с для |
формы |
Б совпало с |
эксперименталь |
||
ным, |
следовательно, структура Б |
может |
быть признана |
более |
близкой |
||
к действительной . |
|
|
^ |
^ |
|
||
|
Таким |
же образом было най - |
|
* " ч . / \ ^ А / |
, x k L ^ |
|
|
д е н о , |
что |
строение |
комплекса |
HOOC-HjCfaY' j l |
С |
CUzC0OH |
Q a ( I I I ) |
с ксиленоловым |
оранже- |
. |
fj-cÇ |
C ^ " V C H 2 N |
|
|
вым наиболее правильно |
переда - |
"OOG-cli, |
f ^ Y ^ 3 |
\игС00~ |
|||
ет |
приведенная •"•'опмула, |
посколь - |
|
|
К^) |
|
|
ку |
для |
т&коіі структуры |
значения |
|
|
|
|
|
- |
54 |
- |
|
X |
= 550 им и |
Я , п |
к г |
л а с е ™ ' = 5 4 4 н м с о в п ш ш |
Ллакс. |
эксперим. |
|
макс, расчетн . |
|
лучше, |
ч^.л дл я других структур . |
|
|
|
|
|
Некоторые |
распространенные |
окрашенные |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
органические |
аналитические |
реагенты |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
А л и з а р и н |
|
С (І,2 - диоксиантрахинон - 3 - сульфокислота) . |
||||||||||||||||||||
Оранжево-желтое порошкообразное вещество, хорошо |
растворимое в в о - |
|||||||||||||||||||||
|
Q |
|
о |
н |
|
де |
(в отличие от |
а л и з а р и н а ) . |
Реагент |
обра - |
|
|||||||||||
|
|
|
|
0Н |
зует |
окрашенные в |
красный |
цвет |
соединения |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
•Нг0 с ионами |
А І ( Ш ) , |
F e ( I I I ) , РЗЭ, |
Z r ( I Y ) , |
|
|||||||||||||
|
и |
|
|
SOJNQ |
Т К ( І У ) , |
Т І ( І У ) , |
и(УІ ) |
и многих |
других |
а л е - |
||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
ментов при pH 5 - |
7. |
Чувствительность |
р е а к |
|||||||||||||
ций ~ 2 - 10 мкг/мл . Для обеспечения |
|
избирательности част о |
и с п о л ь |
|||||||||||||||||||
з у е т с я |
маскирование. В присутствии |
|
С а + + |
чувствительность |
реакции |
|||||||||||||||||
на А І ( І І І ) |
увеличивается |
до 0,65 |
мкг/мл . |
Реагент применяют для |
||||||||||||||||||
фотометрического |
опред |
ления многих |
|
элементов. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
А л ю м и н о н |
(триашонийная |
|
соль ауринтрикарбоновой |
к и с |
||||||||||||||||||
л о т ы ) . |
Красно-коричневый |
порошок, |
|
хорошо растворимый в воде , |
раст - |
|||||||||||||||||
Н 0 _ . |
|
|
|
0 |
|
вор - оранжево-красный. Цветные реакции |
||||||||||||||||
JT |
|
l |
Г |
Т |
|
Д а е ? |
о теми |
же ионами, |
что и ализарин |
С. |
||||||||||||
H 4 N Û 0 C / ^ " ' j £ |
COONfy |
Преимуществом р е а г е н т а перед ализарином |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
• |
являетс я |
|
слабая |
окраска несвязанного |
в ° |
||||||||||
|
І |
|
|
ч С0(Ш |
' к |
о м ш |
і е к |
с |
р е а г е н т а |
при.рН.4 |
- |
7. |
Сбразую- |
|||||||||
|
|
|
0Н |
|
|
|
щиеся |
комплексные |
соединения |
часто не |
||||||||||||
НО |
*3 |
і^ * 0 |
|
д |
а ю т |
истинных растворов . |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Триметильное |
производное |
ауринтри- |
||||||||||||
, |
^ |
|
b ^ |
>лпиіі |
карбоновой |
|
кислоты - реагент алюмокре- |
|||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
4 |
зон - не |
имеет |
этого недостатка, |
что поэ- |
|
|||||||||||
|
|
|
J L 1 |
|
|
|
воляет |
определять |
А І ( І І І ) |
о ч у в с т в и - |
||||||||||||
|
Н3С |
|
COONH4 . |
т е л ь н о с т ь ю ~ 0 , 0 3 |
мкг/мл . |
|
|
|
|
|
||||||||||||
П и |
|
р о к а т е |
х |
и н |
о в |
ы |
й |
|
|
ф и о л е т о в ы й |
(3,3 ( |
|||||||||||
|
ОН |
|
ОН |
|
|
4^триоксифуксон - 2" - сульфокислота) . По- |
||||||||||||||||
4 |
^ |
|
|
|
|
|
рошок от краснс-кор.ічневого до |
з е л е н о - |
||||||||||||||
|
|
|
|
•J^^J I |
|
|
коричневого ц в е т а , |
растворимый |
в в о д е , |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
JQ- |
|
|
нерастворимый |
в |
а ц е т о н э . При pH 5 - |
7 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
раствор |
р е а г е н т а имеет желтую |
окраску, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а его комплексы |
с |
г г ( І У ) , |
ТИ(ІУ), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
55 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
q e ( i y ) , |
Y ( I I I ) , |
A K I I I ) , |
І м ( І І І ) , |
B i ( I I I ) |
и |
д р . |
|
- |
синюю. |
Чувстви |
||||||||||||||||||
тельность реакции |
на цирконий |
|
0 , 1 мкг/мл . Применяется |
также |
в |
|
||||||||||||||||||||||
к а ч е с т в е комплексонометрического |
|
индикатора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Ф |
е н |
и |
л ф |
л |
у о |
р о |
н |
|
(9-фенил-2,3,7-триЬкси-6-іТшуорон). |
|
|||||||||||||||||
|
^ |
|
|
|
|
|
|
Крарно-коричневый |
порошок, |
нераствори - |
||||||||||||||||||
|
|
Vj^äfN^-Ov^sv^O |
|
т ^ |
в |
з 0 д 8 і |
.растворимый |
в |
органических |
|||||||||||||||||||
|
до/Ч^Чс-Л^ч0Н |
|
|
|
растворителях . |
|
С |
Се(ІУ), |
Мо(УІ), |
S f t ( I I I ) , |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
S n ( i y ) . |
|
G a ( I I I ) , |
Z r ( i y ) |
|
и |
д р . |
при |
pH |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 - 4 |
|
образует |
|
малорастворимые |
в |
воде |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
красные комплексы. При фото.летрировании |
||||||||||||||||||||
их суспензии стабилизируют добавлением желатины. |
Чувствительность |
|||||||||||||||||||||||||||
реакции |
на |
германий ~0,02 |
мкг/мл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
С т и л ь б а з о |
/ 4 , 4 - б и с ( 3 , 4 - д и о к с и ф е н и л а э о ) с т и л ь б е н - 2 , 2 - . |
||||||||||||||||||||||||||
дисульфокислота, |
диаммонийная |
|
с о л ь ) . |
Темнс-кори1 .левое |
вещество-, |
|
||||||||||||||||||||||
ц UQ S |
„ |
|
/ |
|
^ |
|
хорошо |
растворимое в |
воде . |
При pH |
5 |
- |
6 |
|||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
Ѵ-ОН |
раствор |
|
р е а г е н т а |
желтый, |
а его |
комплексы |
||||||||||||||||
С Н ~ Л = / |
N ^ |
W |
|
с |
A K I I I ) , |
I n ( I I I ) , Z n ( I I ) , Z r ( i y ) , |
|
|||||||||||||||||||||
I |
|
|
|
|
|
|
|
F e ( I I I ) |
|
- оранжево-розовые. |
Влияние |
ж е |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
л е з а |
при |
определении |
алюминия |
у с т р а н я |
||||||||||||||||
HjN03S |
|
|
|
|
|
|
ется |
восстановлением |
F e ( I I I ) |
аскорби - .' |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ОН |
|
|
.. |
|
|
|
|
„ |
„ |
|
|
|
|
|
|
|
р е а к |
||||||
4 3 |
|
|
|
|
|
|
новой |
ішслотой. Чувствительность |
|
|||||||||||||||||||
ции |
на |
алюминий ~0,04 |
мкг/мл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
А з о - а з ' о к с и |
Б Н |
|
(2 - /2 * - о к с и н а ф т а л и н - ( і " - а з о - 2 Ѵ фе - |
||||||||||||||||||||||||
нилокси/ - 4 - метплфенол) . Оранжево-красное |
|
кристаллическое |
вещество, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нерастворимое в воде, но растворимое в |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
органических |
растворителях . |
При |
в з б а л |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тывании |
|
красного |
раствора |
р е а г е н т а |
в |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ССІ4 |
с |
раствором, содержащим |
Са**+ |
( с р е |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
д а |
I |
M НаОН), |
наблюдается |
ослабление |
и н - |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
с н з |
|
тенсивности окраски. Другие щелочнозе |
||||||||||||||||||||
мельные элементы не мешают определению |
|
С а 2 + . |
Чувствительность |
|
||||||||||||||||||||||||
реакции |
0 , 2 |
мкг/мл . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
І - Н |
и |
т р |
о |
з о |
- 2 - н а |
ф |
т |
о |
л . |
|
Оранжево-бурое |
мелко |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
го |
|
кристаллическое |
|
вещество, |
плохо |
р а с т в о - |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
,0Н |
римое |
в ' в о д о , |
но |
хорошо |
- |
в |
растворах |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
щелочей |
и |
в |
органических |
|
растворителях . |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
При |
pH |
|
5 |
образует |
интенсивно |
окрашенные |
|||||||||||||||
внутрикомплексние |
соединения |
с |
|
С о ( І І ) |
- |
|
красное, |
|
F e ( I I ) |
- |
з е л е |
|||||||||||||||||
ное, |
а |
также |
с Z r ( І У ) , |
P d ( I I ) |
|
и |
д р . , |
малорастворимые |
в |
воде, |
но |
|
- 56 - |
|
хорошо экстрагируемые органическими раст |
|
ворителями. Реагент |
широко применяется |
для фотометрического |
определения С о ( І І ) , |
|
|
Со |
|
причем за счет нитрозогрупп избытка реа - |
||||||||||||
|
|
з |
|
|
гента |
Со(ІІ) |
окисляется до |
|
С о ( І І І ) . |
|||||||
Комплекс |
реагента с С о ( I I I ) |
инертен, |
при подкислении |
он разруша |
||||||||||||
ется медленнее, |
чем другие. |
Это дает возможность избирательного |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
определения |
кобальта. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
^ |
|
|
На практике часто |
используют |
аналог |
||||||||
|
£ j T j T |
|
реагента - нитрозо-Р-соль, |
образующую |
||||||||||||
Na О S ' / ^ ^ ^ ^ S Q |
Ma Ра ств °римые |
в воде |
комплексы. |
Чувствитель- |
||||||||||||
J |
|
|
|
|
ность реакции на кобальт ~ |
0,02 |
мкг/мл. |
|||||||||
К с и л е н о л о в ы й |
|
о р а н ж е в ы |
й [з,3'-бис/kl,II - |
|||||||||||||
ди(карбоксиметил)-аминометил/-о-крезолсульфофталеин]. Красно-ко- |
||||||||||||||||
НООСÇH. |
|
|
,СН,С0ОН |
ричневый |
порошок, |
растворимый ь воде . |
||||||||||
H00CCHJ| |
|
pCHjGOOH |
прИ pH I - |
5 раствор |
реагента имеет |
|||||||||||
|
СН2 |
|
CUt |
|
желтую окраску. Образуемые реагентом |
|||||||||||
НО |
|
|
|
|
|
внутрикомплексные |
соединения |
с АІ( Ш Х |
||||||||
XACVVJC |
|
Z r t r n . |
В і ( Ш ) , |
Т л ( І І І ) , |
РЗЭ и др . |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Н|С |
f«**V'soHC H 3 |
|
яьлвт красную окраску. Широко приме- |
|||||||||||||
|
Г |
І |
1 |
|
|
няется для фотометрического |
опреде |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ления многих элементов (стр . 49). Чувствительность реакции на |
||||||||||||||||
цирконий - 0,1 мкг. Реагент часто используется в качестве |
комплек- |
|||||||||||||||
сонометрического |
индикатора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
І - ( 2 - П и р и д и л а 8 о ) - 2 - н а ф т о л , |
|
П А Н . 4 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Оранжевое мелкокристаллическое в е |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
щество, плохо растворимое в воде, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
растворимое в органических раствори |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
телях. При pH 2 - |
6 раствор |
реагента |
||||||||
желтый, |
а образуемые им внутрикомплексные |
соединения |
с |
ионами |
||||||||||||
С о ( І І ) , |
N1(11), |
С ц ( І І ) , |
Z n ( I I ) , |
I n ( I I I ) , |
P e ( I I I ) , |
Qa(III), РЗЭ и |
||||||||||
др . имеют окраску от красной до фиолетовой. Особенно |
устойчив |
|||||||||||||||
а« N |
/~Д |
|
|
комплекс меди. Комплексы хорошо экотра- |
||||||||||||
/ |
л |
|
|
гируются |
оргашческими |
растворителя- |
||||||||||
|
^ |
|
|
|
ми- -Чувствительность реакции на кобальт |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
~0,2 |
мкг/мл, |
на |
никель |
—0,1 |
мкг/мл. |
|||||
К аналитическим овойствам |
ШШ близки свойства |
4-(2-пиридил- |
||||||||||||||
аS |
- ч |
T j |
V'ОНi |
|
аэо)-резорцина /ПАР/, однако вслед - |
|||||||||||
|
ствие |
наличия двух |
гидроксильных |
|||||||||||||
|
групп в молекуле |
реагент |
и его ком- |
Н0 •
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
57 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плексы |
более |
растворимы |
в |
в о д е . |
Для комплекса |
C u ( I I ) |
Р К р о с т . С и Е 2 - = |
|||||||||||||||||||||
3 6 , 1 . |
ПАН и |
особенно ПАР ч а с т о |
используются |
как комплексоно - |
2 |
|
||||||||||||||||||||||
метрические |
индикаторы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
А р с е н а з о |
I / б е н з о л - 2 ' - а р с о н о в а я к и с л о т а - ( І / - а з о - 2 ) - |
|||||||||||||||||||||||||||
І.вдиоксинафгалин-З.б-дисзгльЛіокислота, |
д в у н а т р и е в а я |
соль |
/ . |
Красно - |
||||||||||||||||||||||||
ÖASO(OH)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
коричневый |
порошок, |
хорошо |
|
р а с т в о р и - |
|||||||||||||||
|
~ N |
|
|
{Jf |
|
f |
^ с п |
ы |
мыи в |
в о д е . |
В кислых |
с р е д а х |
р а с т в о р |
- |
||||||||||||||
|
|
л о ^ ^ ^ ^ |
|
|
а его внутрикомплексные |
соединения |
||||||||||||||||||||||
|
|
- 3 |
l |
^ |
l f |
^ |
i |
|
|
р е а г е н т а имеет |
красно - розовую |
о к р а с к у , |
||||||||||||||||
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
фиолетово-синюю |
различных |
о т т е н к о в . |
||||||||||||||||
Применяется |
дл я определения |
ІМІУ) |
и |
|
. Uo| + , |
Т(і(ІУ), |
Z r ( i y ) , |
S c ( I I I ) . |
||||||||||||||||||||
L a ( I I I ) , |
C e ( I I I ) , |
|
РЗЭ, А І ( І І Г ) , |
Ы6(У), В е ( Ц ) и д р . |
Ч у в с т в и т е л ь |
|||||||||||||||||||||||
ность |
реакций |
0,05 |
- 0, 1 |
мкг/мл . |
Избирательность |
реакций |
д о с т и г а |
|||||||||||||||||||||
е т с я варьированием |
pH. Реагент |
ч а с т о |
|
и с п о л ь з у е т с я |
ка к |
ингредиент |
||||||||||||||||||||||
органических |
соосадителей . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
SOjNa |
|
|
Более |
избирательное |
определение |
ТК(ІУ) |
||||||||||||||||
(\=/Л - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д о с т и г а е т с я |
в |
более |
кислых |
|
с р е д а х |
|
||||||||||||
|
^ |
J |
|
|
|
|
при pH 0,7 |
- 1,2 |
с |
р е а г е н т о м |
торон I . |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Торон |
I |
|
пригоден |
также |
и д л я о п р е д е - |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
S03Wa |
|
|
л е ™ ^ Р и < І |
5 Г ) > |
N |
P d y |
) . |
РЗЭ, |
Z r ( i y ) . . . |
||||||||||||
А р с е н а . з о |
I I I / 2 , 7 - б и с - ( 2 - а р с о н о б е н з о л - І - а з о ) - І , 8 - |
|||||||||||||||||||||||||||
диоксинафталин - 3,6 - дисульфокислота, |
д в у н а т р и е в а я |
с о л ь / . |
Темно- |
|
||||||||||||||||||||||||
|
As03 He |
|
|
|
|
|
|
Hg03As |
|
|
|
красный порошок, |
растворимый |
|||||||||||||||
|
|
|
|
н? |
|
|
?н |
|
и—\ |
|
/ |
|
в |
Б 0 Д - в * в |
и н т е р в а л е к и с л о т н о с - |
|||||||||||||
|
|
% H |
- |
f j |
\ |
|
~ |
~ H |
' |
|
|
|
|
т |
и |
от РН 4 |
до 10 M HCl о к р а с - |
|||||||||||
|
|
|
/ ^ " ^ ^ Ч - ф |
|
|
|
|
|
ка р е а г е н т а р о з о в о - к р а с н а я . |
|
||||||||||||||||||
|
N Q 0 Î S |
|
|
|
|
і |
< х |
|
|
|
|
Образуемые |
им |
в н у т р и к о м п л е к с |
||||||||||||||
ные соединения |
с |
|
Т Я ( І У ) , |
Zr(iy), |
% ( І У ) , |
М р ( І У ) , Р и ( І У ) , |
Uo|+ |
- |
||||||||||||||||||||
зеленые ( 0 , 1 - 10 |
|
M H C l ) , |
с |
P d ( I I ) , |
P Ô ( I I ) , |
|
С а ( І І ) |
- |
|
синие |
|
|
||||||||||||||||
(pH 2 - 5 ) , |
со |
S c ( I I I ) |
- |
фиолетовое |
|
(pH 1 - 4 ) . |
Способность |
|
||||||||||||||||||||
р е а г е н т а |
д а в а т ь |
высокочувствительные |
и контрастные |
реакции |
в с и л ь - |
|||||||||||||||||||||||
нокислых |
средах |
я в и л а с ь причиной |
его . широкого |
р а с п р о с т р а н е н и я . |
|
|||||||||||||||||||||||
Чувствительность |
реакции |
на торий |
0,02 |
м к г / м л , на уран |
|
0,04 — ^ . |
||||||||||||||||||||||
H и т X р о м а з о / 2 , 7 - б и о ( 4 - н и т р о - 2 - с у л ь ф о б е н і о л - І - а а о ) - . |
||||||||||||||||||||||||||||
1 , 8 - д и о к с и н а ф т а л и н - 3 , 6 - д и с у л ь ф о к и с л о т а / . |
Темно-фиолетовый |
порошок, |
||||||||||||||||||||||||||
|
S03 H |
|
|
|
|
|
|
|
HOjS |
|
|
|
|
растворимый |
в в о д е , |
о к р а с к а |
||||||||||||
, / ~ \ |
и |
|
"? |
|
9" |
|
и |
Î |
/ V |
ил |
|
р а с т в о р о в , фиолетовая |
. При |
|||||||||||||||
V* \==/ |
^ |
« |
Y |
Y |
r |
n ^ |
~^=S |
|
2 |
|
pH 2 - |
4, о б р а з у е т |
ЕНуТрИ- |
|
||||||||||||||
|
|
|
< ^ S ^ \ |
|
|
|
|
|
|
|
комплексные |
соединения |
с |
|||||||||||||||
|
|
Щ 5 |
|
|
|
|
|
b |
0 j H |
|
|
|
|
|
|
ионами |
В&ІЦ\,. |
Sr ( I I ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
58 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C u ( I I ) , |
N i ( I I ) , |
L a ( I I I ) , |
имеющие |
синие |
окраски . |
Для |
|
увеличения |
|
|||||||||||||||||||||
чувствительности |
реакций |
их |
проводят |
в |
присутствии |
органических |
|
|||||||||||||||||||||||
р а с т в о р и т е л е й |
|
- |
а ц е т о н а , |
этанола и |
д р . |
Чувствительность |
реакций |
|
||||||||||||||||||||||
на |
барий |
и стронций |
— 0,01 |
мкг/мл . |
|
При |
определении |
стронция |
в |
при |
||||||||||||||||||||
сутствии |
бария |
влияние |
последнего |
устраняют |
с |
помощью |
сульфата |
|
|
|||||||||||||||||||||
н а т р и я . |
Реагент |
получил широкое распространение как металлиндика- |
||||||||||||||||||||||||||||
т о р на ионы В а 2 + |
при |
титриметрическом |
определении |
S O 2 - |
(pH |
I |
- |
2, |
||||||||||||||||||||||
среда |
50 |
j S - ш г о |
а ц е т о н а ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Д и |
т |
и |
з |
о |
н |
(дифенилтиокарбазон) . |
Игольчатые |
кристаллы |
с и н е - |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
черного |
ц в е т а , |
нерастворимые |
в в о д е , |
но |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
/NN |
J^J) |
растворимые |
|
в |
органических |
р а с т в о р и т е л я х . |
|
|||||||||||||||||||
|
|
N |
|
С |
|
4 NH |
|
|
Образуемые |
реагентом |
внутрикомплексные |
с о е - |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
динения |
также |
нерастворимы |
в |
в о д е . |
При |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
встряхивании |
зеленого |
хлороформного |
|
р а с т |
|
|||||||||||||||
в о р а дитизона |
|
с |
БЕДНЫМИ |
растворами |
солей |
тяжелых |
металлов |
окраска - |
||||||||||||||||||||||
и з м е н я е т с я |
д о |
|
оранжевой |
|
(дитизонаты |
|
В і ( І І І ) , |
A u ( I I I ) , |
H g ( I I ) . . . ) , |
|||||||||||||||||||||
красной |
(дитизонаты - |
C d ( I I ) , І а ( І І І ) . . . ' ) |
или |
красно-фиолетовой |
|
|
||||||||||||||||||||||||
(дитизонаты |
С о ( І І ) , |
Р е ( І І І |
A g ( I ) . . . ) . |
С учетом |
тион-тиольной |
|
|
|||||||||||||||||||||||
аM*** Ч С** N NH |
^. |
|
таутомерии строение образующихся соедине - |
|
||||||||||||||||||||||||||
r^J) |
|
ний можно представить приведенным образом. |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Аналитические формы . достаточно |
устойчивы: |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Wrl/ r i |
' |
|
£ е«* . Hg(HDr)2 |
= |
|
l'lf'it' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Чувствительность |
|
|
|
Кнест . |
P6(HDz)2 |
= 2 |
, 2 |
1 |
0 |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
реакций |
~ 0 , 0 5 |
м к г / м л . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
5 - ( А1- |
|
|
Д и м е т и л а м и н о б е н э и . л и д ѳ н ) - |
|
||||||||||||||||||||||||
р |
о д |
а |
н |
и н . |
Красное |
кристаллическое |
вещество, |
нерастворимое |
в |
|||||||||||||||||||||
|
|
£ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в о д е , |
но |
растворимое |
в |
органических |
|
|||||||||||||
|
J |
I |
|
|
/~~\ __ |
/ г и |
\ |
р а с т в о р и т е л я х , |
например, |
|
в |
ацетоне |
- |
|
||||||||||||||||
S |
% / C = |
C |
H |
\ |
= |
/ |
N ( |
3 |
^ |
|
желтый |
р а с т в о р . |
С солями |
|
A g ( I ) , |
- |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H g ( I . I I ) , |
P d ( I I ) , Au(ni), P t ( l l ) , |
|
|
|||||||||||||||
C u ( I ) |
р е а г е н т |
д а е т |
красно-фиолетовый |
осадок, |
экстрагирующийся |
|
|
|||||||||||||||||||||||
органическими растворителями - В нейтральной |
и щелочной |
средах |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
этим реакциям |
|
мешают |
многие |
другие |
|
катионы. |
Чувствительность |
|
|
|||||||||||||||||||||
экстракционно - фотометрического |
определения |
золота |
может |
быть |
|
|
||||||||||||||||||||||||
д о в е д е н а до - О , 0 0 2 м к г / м л . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
59 - |
|
|
|
|
|
|
Флуоресцентные органические |
гладитические |
реагенты |
|||||
|
|
іівление |
(Тінуоресценции |
|
|
|||
|
Явление (Тлуоресцеиции |
наблюдается |
в том с л у ч а е , |
если молеку |
||||
л а |
пои переходе |
из возбужденного |
состояния в |
невозбужденное |
о т д а |
|||
ет |
поглощенную |
при возбуждении энергию |
в виде |
квантов |
с в е т а . |
Мо |
лекулы люминесцирующего вещества і.юкет переводиться в возбужденное
состояние различными методами. Люминесценция, |
возникающая |
в р е з у л ь |
||||||||||||||||||
т а т е воздействия |
квантов с в е т а , |
называется |
фотолюминесценцией |
|
||||||||||||||||
(флуоресценцией) |
( с т р . 31) , возникающая |
з а |
счет |
энергии |
химичес |
|||||||||||||||
кой |
реакции - |
хемшшминесценцией, |
з а |
счет |
энергии |
рентгеновских |
л у |
|||||||||||||
чей - рентгенолюминесценцией. Чаще |
в с е г о |
в |
аналитической |
практике |
||||||||||||||||
и с п о л ь з у е т с я флуоресценция некоторых органических |
р е а г е н т о в |
и |
|
|||||||||||||||||
(или) их внутрикомплексных соединений с ионами металлов . |
Аналити |
|||||||||||||||||||
ческими признаками |
в этом |
случае |
ж г у т |
|
быть изменение |
ц в е т а |
флуо |
|||||||||||||
ресценции, либо |
ее возникновение |
или исчезновение |
( г а ш е н и е ) , |
п р о |
||||||||||||||||
порциональное |
концентрации |
анализируемого |
|
вещества . |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Э н е р г е |
т |
и к а |
ф л у о р е с ц |
е |
н |
ц |
и |
и . |
|
Эффектив |
|||||||||
ность преобразования энергии возбуждения .Е^ |
в |
|
энергию излучения |
|||||||||||||||||
Еф |
характеризуют |
энергетическим, выходом |
|
|
В э |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Так |
ка к энергия |
излучений |
к в а н т о в а н а , |
вводят |
понятие |
о |
квантовом |
|||||||||||||
выходе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г д е |
Кф - число |
излученных к в а н т о в , |
|
j f ß |
- |
число |
поглощенных |
к в а н |
||||||||||||
т о в . |
Величина энергетического выхода |
зависит |
от |
длины |
|
волны |
в о з |
|||||||||||||
буждающего с в е т а ( з а к о н С . И . Вавилова) . |
Интенсивность |
флуоресценции |
||||||||||||||||||
пропорциональна |
числу излученных к в а н т о в , |
с л е д о в а т е л ь н о , |
и н т ен с ив |
|||||||||||||||||
ность с в я з а н а с квантовым |
выходом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В л и я н и е |
р а з л и ч н ы х |
|
|
ф а к т о р о в |
|
н а |
|||||||||||||
в ы х о д |
и |
|
и н т е н с и в н о с т ь |
|
|
|
ф л у о р е с |
|||||||||||||
ц е н ц и и . |
Уменьшение выхода |
флуоресценции |
называют |
гашением. |
||||||||||||||||
Оно може'" вызываться изменением строения флуоресцирующей |
ьюлекулн |
|||||||||||||||||||
(гашение первого рода) или влиянием внешних |
факторов, |
|
не |
з а т р а г и |
||||||||||||||||
ваниях структуру молекулы (гашение второго |
р о д а ) . |
С некоторой |
г р а |
|||||||||||||||||
ничной концентрации, флуоресцирующего |
Еещества в |
р а с т в о р е |
лаблюда- |
|
|
- |
60 |
- |
|
|
|
|
|
е т с я |
"концентрационное гашение", |
однако |
до этой |
концентрации н а |
|||||
блюдается линейная зависимость флуоресценции от |
концентрации. |
||||||||
|
С увеличением температуры выход и |
интенсивность |
флуоресценции |
||||||
органических |
соединений уменьшаются, |
так как в |
этом |
случае в о з р а с |
|||||
т а е т |
к о л е б а т е л ь н а я энергия молекулы |
и, |
с л е д о в а т е л ь н о , |
в е р о я т н о с т ь |
|||||
перехода е е |
в к а к о е - т о д р у г о е |
- |
"безызлучательное" |
состояние . |
|||||
|
Гашение |
флуоресценции может |
наблюдаться под влиянием приме |
||||||
с е й , |
находящихся в р а с т в о р е . |
Это |
может |
быть связано |
с |
потерей |
энергии |
возбуждения в с л е д с т в и е |
соударений-молекул |
сТшуоресцирующе- |
||||||||||||||||||
г о |
вещества |
и примесей |
и с передачей этой энергии молекулам |
п о с |
|||||||||||||||||
тороннего |
вещества |
(гашение |
второго |
р о д а ) . |
Для |
химического а н а л и |
|||||||||||||||
з а п р е д с т а в л я е т |
и н т е р е с |
гашение |
или |
возникновение |
флуоресценции |
||||||||||||||||
к а к |
р а з |
в |
присутствии |
этих |
постоіонних |
веществ . |
Ввиду |
химического |
|||||||||||||
в з а и м о д е й с т в и я , |
влияющего |
на свойства |
органической |
молекулы, |
|
это |
|||||||||||||||
явление |
- |
гашение |
первого |
рода . |
Важно |
отметить, |
что |
т а к о е |
в з а и м о |
||||||||||||
д е й с т в и е |
не |
о б я з а т е л ь н о |
должпо приводить к гашению флуоресценции, |
||||||||||||||||||
может |
и з м е н я т ь с я |
цвет |
флуоресценции, |
ее |
интенсивность, |
либо |
в о о б |
||||||||||||||
ще |
в о з н и к а е т |
флуоресценция, |
не |
свойственная исходным |
р е а г е н т а м . |
||||||||||||||||
На |
этом |
последнем |
и основаны аналитические |
флуоресцентные |
реакции |
||||||||||||||||
ОргАР. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общие |
положения |
о |
влиянии различных факторов на реакции ОргАР |
|||||||||||||||||
с неорганическими |
ионами |
(например, |
pH, природа |
р а с т в о р и т е л е й ) , |
|||||||||||||||||
р а з у м е е т с я , |
и в |
случае |
флуоресцентных |
р е а г е н т о в |
остаются |
теми |
же . |
||||||||||||||
|
|
Флуоресценция |
и |
строение молекул |
сТшуоресцируюіцих |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
органических |
соединении |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
П р а в и л о |
|
з е р к а л ь н о й |
с и м м е т р и и . |
|||||||||||||||||
При |
переходе |
молекулы |
в |
возбужденное состояние |
силы |
внутримолеку |
|||||||||||||||
л я р н о г о |
взаимодействия |
и |
относительное |
расположение |
уровней |
э н е р |
|||||||||||||||
гии |
нормального |
и |
возбужденного состояний не изменяются. Это |
|
важ |
||||||||||||||||
ное |
положение было |
установлено |
при |
сопоставлении |
спектров |
п о г л о |
|||||||||||||||
щения и |
излучения |
флуоресцирующих соединений, пример т а к о г о |
рода |
||||||||||||||||||
приведен |
на |
р и с . 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Как |
видно |
из |
рисунка, |
имеет место |
з е р к а л ь н а я |
симметрия |
спек |
|||||||||||||
т р о в поглощения |
и |
излучения |
относительно линии, |
перпендикулярной |
|||||||||||||||||
к оси ч а с т о т |
и |
проходящей |
ч е р е з |
точку |
пересечения |
линий спектров |
|||||||||||||||
( правил о |
В.Л.Л евши на ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|