Органические реагенты в химическом анализе

Многие органические реактивы с неорганическими ионами дают окрашенные комплексные соединения, цветные осадки; получаются вещества, изменяющие свою окраску под действием окислителей и восстановителей. Органические реактивы, как правило, характеризуются высокой чувствительностью и позволяют обнаруживать ничтожно малые количества ионов. Кроме того, органические реактивы часто дают возможность обнаруживать отдельные ионы без их разделения, что очень важно для практики.

Еще в 1884 г. М. А. Ильинский предложил использовать органическое вещество а-нитрозо-|3-нафтол C₁₀H₆(NO)OH в качестве реактива на ионы кобальта, так как оно дает пурпурно-красный осадок внутрикомплексного соединения Co[C₁₀H₆(NO)O]₃, нерастворимый в хлороводородной и азотной кислотах.

В 1905 г. другой русский ученый, Л. А. Чугаев, рекомендовал обнаруживать ионы никеля с помощью органического реактива — диметилглиоксима. Органические реактивы широко используются в капельном анализе, разработанном Н. А. Тананаевым. Первые органические реактивы были найдены эмпирически. В дальнейшем советские ученые В. И. Кузнецов, А. П. Терентьев, Л. М. Кульберг, И. М. Коренман и др., изучая зависимость между строением молекул органических веществ и их взаимодействием с неорганическими ионами, нашли научное обоснование синтезу новых реактивов.

При изыскании новых селективно действующих органических реактивов используют соединения с определенными группами атомов: гидроксильной —ОН, гидросульфидной —SH, оксимной —NOH, иминной —NH, карбоксильной —СООН, сульфогруппой —S0₃H и др. Водород этих групп может замещаться ионами металлов.

Характер взаимодействия неорганических ионов с органическими реактивами зависит от положения соответствующих элементов в периодической системе, от электронных структур ионов и строения молекул органических веществ. Органические реактивы многочисленны и разнообразны. Приведем сведения только о некоторых из них.

а-Диметилглиоксим (реактив Чугаева) HON=C (CH₃)C (CH₃)=NOH применяют для обнаружения не только иона Ni²⁺, но также ионов Fe²⁺ и Pd²⁺, с которыми он образует кристаллические яркоокрашенные осадки.

Дифенилтиокарбазон (дитизон) C₆H₅NHNHCSN=NC₆H₅ — один из часто применяемых реактивов на катионы третьей аналитической группы, а также на все другие катионы, осаждаемые сероводородом.

Рубеановодородная кислота (NHCSH)₂ дает с ионом Си²⁺ зеленочерный осадок, с ионом Ni²⁺— темно-фиолетовый, а с ионом Со²⁺ — желто-бурый.

Дипикриламин [C₆H₂(N0₂)3]2NH (реактив Полуэктова) образует с ионом К⁺ мелкокристаллический оранжево-красный осадок.

8-Оксихинолин C₉H₆NOH из аммиачных растворов солей магния выделяет зеленовато-желтый кристаллический осадок Mg (C₉H₆NO)₂. Является также реактивом на множество других ионов.

Ализарин С₁₄Н₆0₂(0Н)₂ дает с гидроксидом алюминия малорастворимое соединение ярко-красного цвета, называемое алюминиевым лаком.

Бензидин C₁₂H₈(NH₂)₂, окисляясь ионами хрома (УТ) или марганца (VII), дает соединения синего цвета.

Дифениламин (C₆H₅)₂NH окисляется ионами N0₃ с образованием продукта интенсивно-синего цвета. Аналогично действуют на него некоторые другие окислители.

Стильбазо C₂₆H₂₆O₁₀N₆S₂ является реактивом на катион алюминия, с которым при pH 5,5 дает розовую окраску (предложен В. И. Кузнецовым).

Арсеназо C₁₆H_nO_nN₂S₂AsNa₂ дает с катионом алюминия и некоторыми другими ионами фиолетовую окраску различных оттенков (предложен В. И. Кузнецовым).

Диэтилдитиофосфорная кислота (C₂H₅0)₂PSSH — реактив, предложенный А. И. Бусевым для выполнения цветных реакций на катионы меди, висмута и ряда других металлов.

Диэтилдитиокарбаминат натрия (C₂H₅)₂NCS₂Na используется как реагент на катионы меди (II) и никеля (II).

Магнезон ИРЕА C₁₆H₁₀O₅N₂SClNa в присутствии катионов магния изменяет сине-фиолетовую окраску на ярко-красную (при pH 9,8— 11,2).

Родамин Б C₂₄H₂₁N₂0₃C1 в присутствии хлоридного комплекса сурьмы (У) изменяет розовую окраску на синюю или фиолетовую.

Нитрон (C₆H₅)₃CN₄CH осаждает из уксуснокислых растворов нитратион в виде игольчатых кристаллов.

Органические реактивы применяются для обнаружения и особенно количественного определения микроэлементов (медь, цинк, кобальт, никель, марганец и др.) в почвах и растительном материале.