С.К. Пискарёва - Аналитическая химия (1110124), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Для обнаружения неорганических ионов используют органические соединения с определенными группами атомов: карбоксильной — СООН, гидроксндной — ОН, сульфогруппой — БОзН, гидросульфидной — ЯН„иминной — ХН, оксильной — ХОН и др. Действие органических реактивов на неорганические соединения обусловливается положением последних в периодической системе элементов, а именно, зависит от электронных структур иощ)8. Большую роль играет строение молекул органических веществ. В результате взаимодействия веществ образуются органические, комплексные или внутрикомплексные соединения в виде цветных осадков или растворов, которые меняют свою окраску под действием окислителей или восстановителей.
Органических реагентов в сотни раз больше, чем неорганических. Это позволяет выбрать лучшие из них. Чрезвычайно широко органические реагенты используют в методах разделения ионов, обнаружения и концентрирования. Их применяют в канальном анализе, колорнметрическом, тнтриметрическом и гравимегрическом анализах, в бумажной и тонкослой ной хроматографии и используют в качестве индикаторов. Многие органические соединения дают с ионами металлов малорастворимые осадки, ярко окрашенные и слабо ионизирующие.
Рассмотрим наиболее широко применяемые в анализе органические реактивы. Ализарин СгеН«Ог(ОН)г используют для обнаружения ионов алюминия при действии на его тригидроксид с образованием малорасгворимого внутрикомплексного соединения ярко-красного цвета «алюминиевого лака». Внутрикомплексное соединение (А1(ОН)г(СгаНвОз(ОНЦ не растворяется в уксусной кислоте. Алюминон является аммоннйной солью ауринтрикарбоновой кислоты СггНыОе(ХН4)з.
С А1з+-ионами образует внутрикомплексное соединение. красного цвета. С алюмнноном образуют лаки Рез+-, Сгз'- и Са'+-ионы, которые действием различных реагентов предварительно должны быть разрушены нли удалены. Лаки, образованньсе хромом, разрушаются ХН4ОН, кальцием— действием (ХН4)зСОз. При этоМ Ре'+-ионы должны предварительно полностъю отделены действием избытка щелочи. Бензидин СгзНе(ХНз)г или нгн ~~) — (~ ~-ннг при окислении ионами Сг(У1) или ионами Мп (1У) образует соединение синего цвета «бензидиновую синь». Диметилглиоксим или реактив Чугаева дает с Х)г+-иовами в аммиачной среде розово-красный осадок внутрикомплексной соли: о...н-о н,с- -н н-с-си, сн,-с=ион о-н... г+ Реакпзв образует ярко окрашенный раствор с Ре -ионами. Дитизон, или дифенилтиокарбазон С«2Н22Х4Б, илн СвНзХ=Х вЂ” СБ — ХНХНСвНз, является одним из наиболее применимых реактивов на катионы П! аналитической группы, а также 2+ '2+ на другие катионы, осаждаемые сероводородом (Со, М Ы+ Ай+, РЪ", Нйг+, 312+, Яг+ и др.).
Дифенилкарбазон СгзН22ОХ4 или СьНз — ХН вЂ” ХН вЂ” СО— — Х = Х вЂ” Сь Нз в соединениях с магний-ионами образует со- единение + 2Н+ Щ~г+! — НСьНь — НН вЂ” СΠ— Ь«Н вЂ” ННСьнь)21 Дифениламин (СьНз)2ХН в присутствии ХОз -ионов окисляется с образованием соединения интенсивно ' синего цвета. Также действуют и другие окислители. О !! Дифенилкарбазид СззН24ОХ4 или СвНз — ХН вЂ” ХН вЂ” С вЂ” ХН— — ХН вЂ” СьНз образует чувствительные реакции с ионами Нйг+, Спг+, Рез+, Ай+, РЪг4, Сг042 с образованием внутрикомплексных соединений. Куаферон (аммонийная соль нитрозофенилгидроксиламина) НО СьньОгнз или СьНь — НС О вЂ” Ь«Н образует окрашенные осадки внутри комплексных соединений с Гез+, Сп'+, Упг+, В!2~ и другими ионами.
«2-Нйтрозо- р-нафтол С«оНв(ХО)ОН, реактив Ильинского, дает с Сог+-ионами пурпурно-красный осадок комплексного соединения Со[С«оНь)ХО)О)з. Осадок не растворяется в хлороводородной и азотнои кислотах. ЬОксихинолин СоНгОХ или ~ г является реактивом на ! н н многие ионы. Окснхинолин с Мйг+-ионами в аммиачной среде образует зеленовато-желтый кристаллический осадок Мй(СоНьХО)2. Оксихинолин осаждает ионы Саг+, Еп~+, С«1~+, Миг+, Сог', М'+, Спг+, Ая+, А1 + Рез+, В)з+ и др. При осаждении ионов атомом водорода оксигруппа вытесняется одним эквивалентом металла, а азот соединяется с металлом координационной связью (свободная электронная пара). Различные катионы осаждаются оксихинолином при разных значениях рН, что позволяет их разделить на группы.
Рубеановодов««одная кислота (ХНСБН)2 дает внгутрикомплексные соли: с Спг -ионами — зелено-черный, с М +-ионами — темно-фиолетовый, с Сог+-ионами — желто-бурый осадок. ХН2 Тиокарбаь«ид В=С ХН гидролизуется с образованием сероХНг водорода: Я=С +2ньОьь2Г«нь1+СО21 «-Ньь) Ннг нн, Тиокарбамид осазхдает катионы металлов сероводородной группы. С В!2+-ионами дает внугрикомплексиую соль желтой окраски. Тиогликолевая кислота НБ — СНг — С" образует комплекс- гО .ОН ные соединепня с Сп'+, Ай+, Нйг+, В)з+ и др. Известны и многие другие органические реагепты, например арсеназо П1, стильбазо, феназо, бериллон 1У и др. Аналитическое действие многих органических реагентов основано на комплексообразовании. Они могут осаждать элементы в виде комплексных солей определенного состава. Например„оксихинолинат магния Мй(СзНвХО)г.
Чтобы предотвратить осаждение нежелательных элементов, применяют маскирующие комплексообразователи. В качестве маскирующих комплексообразователей используют винную кислоту Н2С4Н4Оь, лимонную кислоту НзСьНзОп сульфосалициловую кислоту НвСгОьЯ, ЭДТА ХагН2С«оН«2ОвХ2.2Н20. Растворы некоторых органических реагентов используют в качестве стандартных растворов, например ЭДТА. Большинство индикаторов, используемых в анализе, являются органическими реактивами. °ФФФФ:.
— еееее— еееее::: ° Феее~ ееееее — — ееееее=— =.Феее»= =;=жяяяяя=== Качественный анализ ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА $ Е АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ Изображая формулу любого вещества, указывают в определенной последовательности те химические элементы, которые входят в его состав. На первый взгляд может показаться, что для установления состава вещества необходимо выделить в чистом виде те элементы„которые его образуют. Например, для определения состава (ХН4)гБО4 нужно выделить азот, водород, серу и кислород, для определения состава К)ЧОз — калий, азот н кислород. На самом деле практическое решение этой задачи чрезвычайно затруднительно. В химическом анализе используют те реакции, которые характерны для отдельных ионов.
Для осуществления реакций анализируемое вещество переводят в водный раствор. Водные растворы веществ наиболее широко распространенных классов соединений, т. е. кислот, оснований и солей„представляют собой электролиты. Их поведение определяется теорией злектролитической диссоциации (см. гл. 1, 5 12). Каждый отдельный электролит в той или иной степени диссоциирует, отщепляя ионы двух, трех видов: (!ЧН4)зБОа-+2!ЧН:+801 КНОз К +ЫОз МЯ!ЧнзРО, Мя" +!ЧН'+РО' РЬ(СНзСОО)з -+ РЬ" +2СНзСОО Если известно, какие ионы находятся в данном растворе, то можно определить, какое вещество переведено в раствор. Зная левую часть уравнения, можно судить о ее правой части.
Нан4пимер, если известно, что в растворе обнаружены ионы )з)Н4 и БО4г, значит взятое вещество представляет собой сульфат аммония (ХН4)гБО4. В результате автоматически отпадает необходимость выделять азот, водород, серу и кислород для определения сульфата аммония. Ионы в растворе существуют раздельно, обладают известной независимостью и имеют свои характерные реакции, которые будут рассмотрены в дальнейшем. Во многих случаях определить вещество — значит установить, какие ионы входят в его состав. Зная ионный состав, можно установить формулу вещества без необходимости прибегать к количественному анализу.
Например, геОг и ЕеС1з имеют одинаковый элементный состав, но различаются по ионному составу. Первая соль отщепляет Еег+-ион, а вторая — Рез+-ион. У каждого из этих ионов есть свои характерные реакции, позволяющие отличить их в растворе. Если бы эти соли не давали ионов, то для установления формул нужно было бы провести качественный и количественный анализ.
Следовательно, благодаря злектролитической диссоциации и известной независимости ионов, а также наличию у них своих отличительных реакций, значительно облегчается анализ соединений, являющихся электролитами. Зная реакции десятков ионов, можно установить состав многих сотен соединений. й 2.'ТРЕВОВАНИЯ К АНАЛИТИЧЕСКИМ РЕАКЦИЯМ И РЕАКТИВАМ Те вещества, которые используют для проведения аналитических реакций, .называют реактивами или реагентами. Например, БО44 -ионы можно обнаружить в растворе, используя соли бария.
Любая растворимая соль бария является реактивом на ВО~~- ионы. Используемые реактивы должны быть правильно приготовлены и правильно храниться. Нельзя использовать загрязненные реактивы. По степени чистоты выделяют следующие категории реактивов: !) особой чистоты (оч), 2) химически чистые (хч), 3) чистые для анализа (чда), 4) чистые (ч), 5) очищенные (очищ), 6) технические (техн). Чистота реактивов определяется ГОСТами и техническими условиями.
Для целей анализа обычно используют реактивы с марками чда и хч. В зависимости от состава принято выделять неорганические и органические реактивы. Наиболее широко в качественном анализе применяют реакции, проходящие в растворах, т. е. выполняемые мокрым путем. Из большего числа реакций, в которые вступают ионы, для аналитических целей служат только некоторые, удовлетворяющие следующим требованиям. 1.
Наличие легко наблюдаемого внешнего эффектаз а) изменение окраски раствора, например Еез -ионы образуют с тиоцианатом соединение кроваво-красного цвета; б) образование осадка, например Ваг+-ионы образуют с дихроматом калия желтый осадок хромата бария; в) растворение осадка, например гидротартрат калия растворим в горячей воде, сильных кислотах и щелочах; 59 г) выделение газа, например сульфиты под действием минеральных кислот выделяют ЯОз, имеющий запах горящей серы. 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
