Органические реагенты в аналитической химии

Лекция

Органические реагенты – это органические соединения, которые в результате химического взаимодействия позволяют обнаружить или количественно определить ионы или соединения вследствие образования продуктов с различными аналитическими свойствами.

Первым синтетическим специфическим органическим реагентов для химического анализа считается реактив Грисса, предложенный в 1879 году. Данный реактив представляет собой смесь a-нафтиламина и сульфаниловой кислоты, которая дает красное окрашивание с нитрит-ионами. В 1905 году Л. А. Чугаев предложил в качестве органического реагента на никель диметиглиоксим, который и в настоящее время остается непревзойденным аналитическим реагентом на никель.

Известно очень большое количество органических реагентов, применяемых в химическом анализе.

Органические реагенты применяются для:

· Обнаружения неорганических ионов и органических соединений

· Маскирования с целью повышения избирательности реакций

· Разделения и концентрирования

· Титриметрического определения - фиксирование конечной точки титрования (индикаторы) и титранты (комплексоны)

· Гравиметрического определения (осадители)

· Фотометрического и спектрофотометрического определения неорганических ионов и органических соединений

Самими многочисленными среди аналитических реакций с участием органических реагентов являются реакции, основанные на образовании комплексных соединений (хелатов и ионных ассоциатов).

Органические реагенты, способные к образованию хелатных комплексов, содержат функционально-аналитические группы (ФАГ). В состав ФАГ входят группы –ОН, –SH, >NH, >C =O, –COOH, –N=N–, –N=O и др.

Наиболее часто встречающиеся ФАГ в комплексах ионов металлов с органическими реагентами образуют чаще всего 4-х, 5-ти и 6-ти членные хелатные циклы. Примеры хелатных циклов приведены ниже:

 

Четырехчленные хелаты образуются с серу-содержащими органическими реагентами и металлами, ионы которых имеют заполненные (Ag⁺, Hg²⁺, Zn²⁺, Bi³⁺) или частично заполненные (Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Pd²⁺) d-орбитали. Например, ионы цинка обнаруживают дитизоном

 

 

Органические реагенты, содержащие донорные атомы вида О,О; N,N; O,N образуют чаще 5-ти и 6-ти членные хелатные циклы. Например,

ализарин

 

 

 

 

Так как число функционально-аналитических группировок и их сочетаний может быть очень большим, то и число органических реагентов практически не ограничено. Например, введение в молекулу 2-нитрозо-1-нафтола иминодиацетатной группы повышает селективность реагента, так как иминодиацетатная группа выполняет маскирующие функции.

 

 

Свойства ФАГ зависят от структуры молекулы в целом, от стерического и электронного влияния заместителей на донорный атом.

Применение органических веществ в аналитической химии связано не только с образованием комплексных соединений. Так, для обнаружения нитрат-ионов применяется дифениламин. Вследствие протекания окислительно-восстановительной реакции образуется продукт синего цвета.

 

 

Вопросы для самопроверки.

1. Какие вещества называют органическими реагентами.

2. Приведите примеры использования органических реагентов в качественном анализе.

3. Напишите структуру комплексного соединения никеля и диметилглиоксима. Какие донорные атомы образуют хелатный цикл.

4. Какими свойствами обладают функционально-аналитические группировки.

5. Какие хелатные комплексы наиболее устойчивы.