бесплатно рефераты скачать
  RSS    

Меню

Быстрый поиск

бесплатно рефераты скачать

бесплатно рефераты скачатьВластивості оксихіноліну, сфери його використання

Властивості оксихіноліну, сфери його використання

18

18

ВСТУП

У аналітичній практиці для визначення металів використовують дуже багато реагентів. Велику групу серед них займають і органічні реагенти. Одним з таких є 8-оксихінолін. Цей органічний реактив використовується не тільки в хімічній науці, а ще й дуже поширений в медицині, як лікувальний засіб, особливо його галогенопохідні. Він використовується як у якісному так і у кількісному аналізах. Він є універсальним комплексоутворювачем і утворює комплекси з багатьма металами.

Вивчити властивості оксихіноліну і хімію взаємодії оксихіноліну з металами, встановити найбільш оптимальні і точні методи визначення металів за допомогою оксихіноліну є метою даної курсової роботи.

Визначення металів у зразках є дуже актуальним питанням, і тому застосування оксихіноліну для їх визначення є дуже доречним і доцільним.

Отже у даній курсовій роботі розглядатимуться властивості оксихіноліну по його відношенню до металів - утворюванню комплексів - оксихінолятів.

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОКСИХІНОЛІНУ. ОКСИХІНОЛІН ЯК КОМПЛЕКСОУТВОРВАЧ

1.1 Загальні відомості

18

18

8

- Оксихінолін являє собою жовтувато - білі кристали або кристалічний порошок з характерним запахом. Він

практично не розчиняється у воді і ефірі, але добре розчиняється у спирті, ацетоні, хлороформі, бензолі,

оцтовій кислоті та в розведених розчинах мінеральних

кислот і основ. 8 - Оксихінолін має амфотерні властивості:

К осн =

К кисл =

Температура плавлення 8 - Оксихіноліну складає 74-760С, температура кипіння - 2670С.

Для аналітичних цілей приготовляють розчин 8 - оксихіноліну в оцтовій кислоті. [1]

Функціонально - аналітичну групу можна зобразити так:

18

18

[12]

У молекулі оксихіноліну два реакційних центри: гідроксильна група - ОН є солеутворюючою, а група - N є комплексоутворюючою.[2]

8 - оксихінолін взаємодіє з більшістю катіонів, утворюючи важкорозчинні сполуки:

При осадженні іонів атом водню оксігрупа витісняється еквівалентом металу, а азот з'єднується з металом координаційним зв'язком (вільна електронна пара).[3] Змінюючи рН розчину, оксихіноліном можна осадити іони одних металів у присутності інших.

За допомогою оксихіноліну метали визначають гравіметричним, титрометричним і колориметричним методами аналізу. При гравіметричному визначенні оксихінолінати металів висушують і зважують або прожарюють і зважують у вигляді оксидів.

У титрометричному аналізі визначення ґрунтується на тому, що осаджений і відфільтрований оксихінолінат металу розчиняють у соляній кислоті, а оксихінолін, який при цьому утворюється, відтитровують броматом калію у присутності броміду калію і метилового оранжевого.

MeCl2 +2 +2NH4OH = +

+Me + 2NH4Cl + 2H2O

+ 2HCl = MeCl2 +

+ 2Br2 = +2HBr

Наприкінці титрування оксихіноліну бром взаємодіє з метиловим оранжевим, руйнуючи молекули останнього. Отже, забарвлення індикатора зникає і розчин набуває жовтого кольору. Від невеликого надлишку брому.

Колориметричне визначення металів у вигляді оксихінолінатів полягає в тому, що оксихінолінати розчиняють в органічних розчинниках і вимірюють інтенсивність забарвлення неводного розчину. [1]

8 - Оксихінолін майже універсальний комплексоутворювач, він взаємодіє з іонами багатьох металів, утворюючи нерозчинні у воді осади. Його застосовують для визначення алюмінію, беріллію, ванадію, вісмуту, вольфраму, галію, германію, кадмію, кобальту, лантану, літію, магнію, марганцю, міді, молібдену, нікелю, рутенію, сурми, титану, торію, урану, хрому, церію, свинцю, цинку, індію, талію і цирконію.

За виключенням комплексів алюмінію, вісмуту, галію, свинцю, індію і талію всі інші оксихіноляти мають у своєму складі кристалізаційну воду. Більша частина комплексів має стехіометричний склад (з кристалізаційною водою або без неї), і після просушування при відповідній температурі можна зважувати. Сушку проводять звичайно при температурі 100 - 1050С і зважують комплекси з кристалізаційною водою, або сушать при температурі 130 - 1400С і зважують без кристалізаційної води.

Сильні кислоти руйнують комплекси з виділенням оксихіноліну, у кількості, еквівалентній металу, яку визначають броматометричним методом.

Електронейтральні оксихінолінові комплекси помірно розчинні у воді, вони легко розчиняються у неполярних розчинниках, що не змішуються з водою, наприклад, у хлороформі. Саме цьому цей ліганд застосовують для збагачення іонів металу шляхом екстракції розчинником з послідуючим спектрофотометричним визначенням. (Таблиця 1).

Таблиця 1

Застосування 8 - оксихіноліну для визначення металів комбінованим методом спектрофотометрії з екстракцією.

Іон

рН середовища

Розчинник для екстракції

Мах поглинання, нм.

Іони, що заважають

Маскуючи реагенти, примітки

Al(III)

4,5 - 11

CHCl3

390

Co, Ni, Zn, Cd, Fe (II) та ін.

CN-

Ba(II)

>10

CHCl3

380 - 400

Ті ж самі

Необхідна повторна екстракція у органічній фазі знайдено ВаА2(АН)2

Be(II)

6 - 10

CHCl3

380

Ті ж самі

Сe(III)

9,9 - 10,6

CHCl3

495 - 500

Fe(III)

Необх. присутність цитрату або тар трату

Cu(II)

2 - 12

CHCl3

410 - 420

CN-, ЕДТА

Fe(III)

2 - 10

CHCl3

470, 580

V(V), Ru(III), Ce(IV)

Hg(II)

>3

CHCl3

390

In(III)

3 - 11,5

CHCl3

395 - 400

Сильна флуоресценція

U(VI)

5 - 9

CHCl3

425-430

Зв'язуються ЕДТА

В органічній фазі UO2A2HA

V(V)

2 - 6

CHCl3

380, 580

В органічній фазі VO2A

Zr(IV)

1,5 - 4,0

CHCl3

385

В органічній фазі ZrOA2

Область оптимальних значень рН для утворення комплексів залежить від міцності оксихінолятів. (Таблиця 2)

Таблиця 2

Область рН кількісного осадження стехіометричгних комплексів металів з оксихіноліном

Центральний атом

Область рН

Центральний атом

Область рН

Al(III)

4,2 - 9,8

Mn(II)

5,9 - 9,5

Cd(II)

5,7 - 14,6

Mo(VI)

3,6 - 7,3

Cu(II)

2,7 - 14,6

Pd(II)

3,5 - 8,5

Fe(III)

2,8 - 11,2

Sc(III)

6,5 - 8,5

Ga(III)

3,6 - 11,0

U(VI)

5,7 - 9,8

In(III)

2,5 - 3,0

W(VI)

5,0 - 5,7

Mg(II)

9,6 - 12,7

Zn(II)

4,7 - 13,5

Двовалентні метали звичайно кількісно випадають у осад за умов нейтрального або слабо - лужного середовища. Потрібне значення рН підтримують різноманітними тартратними буферними розчинами. Наприклад, використовують розчин, аміак - тар трат амонію, для підтримування рН у межах 6 - 10. Або гідроксид натрію - тартрат натрію для рН у межах 10-13. Комплекси трьох и чотирьохвалентних металів більш стійкі, і їч можна осаджувати навіть при рН > 4. У цьому випадку рН підтримують буферним розчином складу оцтова кислота - оцтовокислий натрій. Комплекси міді (II) і заліза (II) осаджуються вже при рН = 2,7.

1.2 Приготування розчину 8 - оксихіноліну

За звичай використовують 2 - 4% розчин оксихіноліну у етиловому спирті або ацетоні. Розчин готують перед визначенням, його можна зберігати не більше як 8 - 10 днів, тому що реагент розкладається. У тих випадках коли присутність спирту або ацетону значно підвищує розчинність утворюванного комплексу, застосовують розчин ацетату оксихіноліну. Для цього 3 - 4 г оксихіноліну розчиняють у декількох мілілітрах льодяної оцтової кислоти і розводять розчин дистильованою водою до 100мл. Розчин нейтралізують концентрованим розчином аміаку, до появи білої каламуті, далі по краплях додають 2 мл концентрованої оцтової кислоти доти, доки розчин не стане прозорим. Цей розчин можна зберігати тривалий час без розкладання.

1.3 Загальні правила методик визначення з оксихіноліном

Для визначення іонів різних металів у вигляді оксихінолінатів розроблені різноманітні гравіметричні, титрометричні, спектрофотометричні методики. При визначенні іонів окремих металів методики дещо відрізняються у залежності від фізико - хімічних властивостей комплексів. При створенні методик дотримуються загальних правил:

1. Для кількісного утворення комплексу необхідний надлишок реагенту. У кислих середовищах, що містять оцтову кислоту, поява жовтого забарвлення, а у лужних середовищах - поява помаранчевого забарвлення, слугує вказівкою на надлишок реагенту. Але з за малої розчинності реагенту у воді, його надлишок не повинний бути великим, саме з цих причин при осадженні треба уважно слідкувати за зміною забарвлення.

2. Кристалізація комплексу проходить краще, якщо суміш нагріти до 60 - 700С і гріти на протязі 3 - 5 хвилин.

3. Найчастіше осад відфільтровують при високій температурі. При охолодженні фільтрату може випадати осад, але при нагріванні він знову розчиняється. Якщо осад у фільтрі не розчиняється при нагріванні, це свідчить про те, що осад - комплекс металу з оксихіноліном, і в такому випадку осадження слід повторити з надлишком реагенту.

4. Осад збирають на фільтрі і промивають гарячою дистильованою водою, до зникнення забарвлення реагенту.

5. Коли застосовують гравіметричні методи аналізу, осад за звичай сушать при температурі 130 - 1400С. Після просушування утворюється безводний комплекс, як що з початку осад мав у складі кристалізаційну воду.

6. Комплекси з оксихіноліном кількісно розчиняються у 10% - вій соляній кислоті. Оксихінолін, що при цьому перейшов у розчин, еквівалентний кількості визначуваного металу. Його можна від титрувати броматометричним методом. І відповідно знайти вміст металу у пробі.

7. Комплекси дають дуже сильно забарвлені розчини у хлороформі, це дозволяє визначити багато йонів металів спектрофотометричним методом.

8. Деякі оксихіноляти металів, наприклад, алюмінію, галію, індію, цинку, сильно флуоресціюють у розчині хлороформу. Ця властивість може слугувати для визначення металів флуориметричним методом. [4]

В аналітичній хімії, оксихінолін використовують дуже часто, як у якісному аналізі (в основному - як реактив на магній) [13], так і в кількісному аналізі. Далі розглянуто методики кількісного визначення речовин у вигляді оксихінолінатів.

2. АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МЕТАЛІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ОКСИХІНОЛІНУ

2.1 ВИЗНАЧЕННЯ АЛЮМІНІЮ

2.1.1 Гравіметричне визначення алюмінію

Комплекс алюмінію з оксихіноліном осаджують з розчину в оцтовій кислоті або з аміачного розчину тар трату амонію. У присутності іонів тривалентного металу вибірковість при осадженні, більше у лужному середовищі.

Наприклад, у лужному середовищі алюміній (III) можна відділити від заліза (III), берилію (III). З іншого боку присутність іонів двовалентних металів осадження з оцтовокислого розчину є більш вибірковим. Далі, наведений метод осадження у кислому середовищі. [11]

Приготування розчину реагенту. Розчиняють 5 г оксихіноліну у 12 г льодяної оцтової кислоти, потім розводять водою до 100 мл.

Хід визначення. Аналізований розчин, що містить не менше 0,05 г алюмінію підкислюють 10 мл оцтової кислоти, нагрівають до 700С і додають 30 мл оцтовокислого розчину реагенту. Далі при постійному перемішуванні додають 15% - вий розчин ацетату амонію до повного випадіння осаду, після чого ще додають 25 мл того ж розчину. Фільтрують суміш через одну годину, осад промивають холодною водою. Сушать при температурі 1200С і зважують. Гравіметричний фактор (F) дорівнює - 0,05872. [4]

2.1.2 Визначення алюмінію броматометричним методом

Цей метод засновано на осадженні оксихінолінату алюмінію, розчиненні його у кислоті, і броматометричному визначенні оксихіноліну.

Використання титрування значно скорочує час проведення аналізу. Також завдяки використанню на останньому кроці аналізу найточнішого титрометричного методу - йодометрії - можна отримати достатньо велику точність. Саме цьому цей метод є цінним. Звичайний метод визначення за умов відсутності заважаючи елементів є наступним.

Методика визначення: Осаджують оксихінолінат алюмінію, фільтрують крізь паперовий фільтр (середньої щільності), осад промивають водою, сушать. Осад розчиняють у гарячій суміші 30 мл HCl (р = 1,19) і 50 мл води, додаючи її невеликими порціями. Фільтр промивають водою, розчин і промивні води збирають у конічну колбу з притертою пробкою ємкістю 300 мл з міткою на 150 мл і охолоджують до кімнатної температури. Розчин повільно титрують 0,1 або 0,2 н. розчином бромату калію, що містить ~20 г KBr/л. Перед кінцем титрування додають декілька крапель 1%-ого розчину метилового червоного і продовжують повільно титрувати до жовтого забарвлення. Після цього додають ще 2 мл бромату калію. Колбу закривають пробкою перемішують, і залишають на 2-3 хвилини. Після цього додають приблизно 2г йодистого калію, розчиняють його перемішуючи. Йод що виділився титрують 0,1 н розчином тіосульфату натрію, у кінці титрування додають крохмаль і титрують до зникнення синього забарвлення. 1 мл 0,1н. розчину KBrO3, еквівалентний 0,2248 мг алюмінію, або 0,4248 мг оксиду алюмінію.

Речовини, що заважають визначенню видаляють перед осадженням, або маскують у ході визначення. [11]

2.1.3 Визначення алюмінію флуориметричним методом

Інтенсивна зелено - жовта флуоресценція хлороформового розчину оксихінолінату алюмінію при освітленні ультрафіолетовим світлом покладена у основу одного з найважливіших флуориметричних методів визначення алюмінію. Метод високочуттевий, дозволяє виявити до 10-4% , алюмінію. Оксихінолінат алюмінію за звичай екстрагують хлороформом з розчинів, рН яких 6-9. Інтенсивність флуоресценції при вимірюванні одразу і через добу - однакова. З підвищенням температури у межах 10 - 400С має місце не значне зниження інтенсивності флуоресценції. Вміст алюмінію знаходять по каліброваному графіку, який складають у межах 0 - 5 мкг Al/мл. [4],[11]

2.2 Визначення висмуту

В залежності від умов оксихінолін реагує як слабка кислота, або - як слабка основа. Як слабка кислота оксихінолін осаджує вісмут і інші метали з слабко оцтового, або аміачного буферів, які містять тар трат натрію. Досліджуючи вплив рН розчину, на кількість осадження вісмуту, вчений Гото, прийшов до висновку, що найбільш кількісно вісмут можна осадити у межах рН = 4,8-10,5. При рН = 3,5 і менше, та 12,9 і більше - вісмут взагалі не осаджується.

Висушений при кімнатній температурі, або при 1050С, осад має склад, що відповідає формулі Bi(C9H6ON)3H2O. За температури 130 - 1400С осад повільно зневоднюється. Будова оксихінолінату вісмуту відображається наступною формулою:

18

18

Осад оксихінолітнату зважують, також можна провести визначення за допомогою броматометричного титрування, і колориметричний аналіз. Також варто зазначити, що осадження вісмуту має менше значення, ніж для інших металів.

2.2.1 Гравіметричне визначення вісмуту

До розчину солі вісмуту (наприклад, нітрату), сіль не повинна містити іони галогенідів, додають винну кислоту, у кількості, що попередить, утворення основної солі, і нейтралізують вільну кислоту аміаком, або гідроксидом натрію за фенолфталеїном. Далі додають оцтову кислоту до слабко кислої реації (утворюють концентрацію НС2Н3О2 = 1-2%) і додають на кожні 0,05 г вісмуту 1-2 г ацетату натрію або амонію. Підвищення кількості тар трату а також солей натрію або амонію, на кількість осадження вісмуту не впливають. Загальний об'єм розчину складає 150 - 200 мл. Вісмут осаджують при 60-700С, насиченим на холоду спиртовим або ацетоновим розчином оксихіноліну. Надлишок осаджувача не заважає визначенню. Далі осад нагрівають майже до кипіння, коли осад почне звертуватися - його фільтрують через скляний фільтр, промивають гарячою водою і сушать при температурі 1000С. Гравіметричний фактор (F) дорівнює 0,3171. Якщо сушать при температурі 1300С - гравіметричний фактор (F) дорівнює 0,3260.

Страницы: 1, 2


Новости

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

  бесплатно рефераты скачать              бесплатно рефераты скачать

Новости

бесплатно рефераты скачать

© 2010.