СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
2. Реакции, основанные на образованиикомплексных соединений металлов
2.1 Внутрикомплексные соединения
2.2 Хелатные комплексные соединения
2.3 Понятие офункционально-аналитической и аналитико-активной группах
3. Реакции без участия комплексныхсоединений металлов
3.1 Образование окрашенных соединенийс открываемым веществом
3.2 Образование органическихсоединений, обладающих специфическими свойствами
4. Использование органическихсоединений в качестве индикаторов титриметрических методов
4.1 Теории кислотно-основныхиндикаторов
4.2 Индикаторы группы азосоединений
4.3 Трифенилметановые индикаторы
4.4 Нитроиндикаторы
4.5 Индикаторы других структурныхгрупп
Заключение
Использованная литература
1. ВВЕДЕНИЕ
Органические веществашироко применяются в аналитической химии вообще и в фармацевтическом анализе, вчастности. Ещё с начала нашей эры было известно, что настой чернильныхдубильных орешков можно было применять в качестве пробы на железо. Многостолетий спустя (1815 год) было установлено, что крахмал в присутствии йодаокрашивается в синий цвет. Первым синтетическим специфическим органическимреагентом для химического анализа считается реактив Грисса-Илошвая (предложенП. Гриссом в 1879 году и подробно изучен Л. Илошваем в 1889 году) – смесьα-нафтиламина и сульфаниловой кислоты, которая даёт красную окраску снитрит-ионами. В 1885 году М.А. Ильский и Г. Кнорре предложилиα-нитрозо-β-нафтол в качестве реагента для открытия и определениякобальта. Эта реакция оказалась примерно в 120 раз чувствительнее применявшейсяранее аналитической реакции катионов кобальта с нитритом калия. В 1905 году Л.А.Чугаев в работе «О новом чувствительном реагенте на никель» предложилдиметилглиоксим в качестве реагента на никель и затем в своей докторскойдиссертации (1906) изложил результаты исследований в рассматриваемой области.Предложенный Чугаевым диметилглиоксим и поныне является непревзойдённым аналитическимреагентом на никель.
В настоящее времяизвестно очень большое число синтетических органических реагентов, применяемыхв химическом анализе, благодаря трудам И.П. Алимарина, А.К. Бабко, Р. Берга, В.А.Назаренко и других исследователей.
2. РЕАКЦИИ,ОСНОВАННЫЕ НА ОБРАЗОВАНИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ
При таких аналитическихреакциях преимущественно (хотя и не всегда) применяются циклообразующиелиганды, способные к построению хелатных комплексов, особенно –внутрикомплексных соединений и комплексонатов металлов. Молекулы подобныхлигандов должны содержать функционально-аналитические группы (ФАГ), способныеобразовывать с атомами металлов-комплексообразователей относительно прочныекоординационные связи, чаще всего – устойчивые металлоциклы. В состав ФАГ могутвходить группы ОН, SH, NH, C=O, C=S, гетероатомы азота и др.
В химическом анализеиспользуют комплексные соединения практически всех типов – катионного,анионного, комплексы-неэлектролиты, комплексы с неорганическими и органическимилигандами, моноядерные, многоядерные и т. д. Кратко охарактеризуем наиболее частоиспользуемые в химическом анализе комплексных соединений.
2.1Внутрикомплексные соединения
Внутрикомплексныесоединения (ВКС) – координационные соединения металлов с одинаковыми илиразличными бидентатными (обычно-органическими) ацидолигандами, связанными содним и тем же атомом металла комплексообразователя через одну отрицательнозаряженную и одну нейтральную донорные группы с образованием одинаковых илиразличных внутренних металлоциклов (хелатных циклов), не содержащиевнешнесферных ионов и являющиеся комплексами-неэлектролитами. Примером ВКСмогут служить глицинат меди (II) иоксихинолинат цинка:
К ВКС относятся такжетакие практически важные соединения, как оксихинолинаты металлов состава MLn(L – депротонированный по венольной группе остаток 8-оксихинолина,n – степень окисления металла М),комплексы металлов с оксиоксимами, нитрозогидроксиламинами, нитрозофенолами,различными аминокислотами и др.
/>
2.2 Хелатныекомплексные соединения
ВКС представляют собойчастный случай хелатных комплексных соединений (хелатов) металлов (ХКС), т. е.координационных соединений металлов с одинаковыми или различными отрицательнозаряженными или нейтральными полидентатными лигандами (органическими илинеорганическими), имеющих один или несколько одинаковых или различных хелатныхциклов. Термин «хелат» предложен в 1920 году Морганом и Дрю. Хелаты, в отличииот ВКС, могут быть комплексами катионного, анионного типа иликомплексами-неэлектролитами, содержать во внутренней координационной сфере илитолько полидентатные, или одновременно один или несколько полидентатных имонодентатные лиганды и иметь или не иметь внешнесферные ионы. Различия междуВКС и ХКС иногда (но не всегда) не делается: любые ХКС, содержащие хотя бы одинхелатный цикл, нередко называется ВКС. В ХКС один и тот же полидентатный лигандобразует один или несколько хелатных циклов, причём этот лиганд может быть би-,три-, тетра-, пента-, гексадентатным. Так, в комплексах 8-оксихинолином(оксином) реализуются пятичленные металлоциклы:
/>
Примером может служитьвышеописанный оксихинолинат цинка или оксихинолинат магния MgL2 (символом HL обозначена молекула 8-оксихолина), осаждающийся из растворовв виде осадка темно-зелёного цвета и используемы для определения магния.
Большую группу хелатныхкомплексов образует этилендиамин H2NCH2CH2NH2(часто длякраткости обозначаемый En илиen), дающий пятичленные металлоциклы,например, в комплексе платины(II)
/>
Два идентичныхметаллоцикла содержаться в комплексе кобальта(III) наряду с двумя монодентатными тиоцианатогруппами:
/>
Этот комплекс применяетсядля определения серебра(I),висмута(III) в форме соединений [CoEn2(NCS)2][Ag(NCS)2] и [CoEn2(NCS)2] [BiI4].
К ХКС относятся такиепрактически важные вещества, как соединения металлов с основаниями Шиффа,комплексонаты, фталоцианины металлов, порфирины, хлорофилл, гемоглобин,цианокобаламин, инсулин, ферритин и многие другие.
2.3 Понятиефункционально-аналитических и аналитико-активных группах
ВКС – обычномалорастворимые в воде, часто – окрашенные вещества, могут экстрагироваться(иногда избирательно) органическими растворителям, не смешивающимися с водой.ХКС обладают различными растворимостью и окраской, зависящими от природы какметалла-комплексообразователя, так и лигандов внешней сферы
Так, например, ионы меди(II) Cu2+ при взаимодействии с органическими соединениями –α-ацилоиноксимами – образуют комплексы зелёного цвета, содержащиепятичленные металлоциклы:
/>
При реакциях ионов кадмияCd2+ c органическми реагентами состава Ar-N=N-NH-Ar' (Ar и Ar' – арильные радикалы), содержащими в качестве ФАГдиазоаминокруппу, образуются комплексы красного цвета.
Сурьма (III) даёт малорастворимые белые осадкикомплексов с лигандами, имеющими в качестве ФАГ две соседние фенольные группы вароматическом ядре, наример с пирогаллолом. Образующиеся комплексы содержатпятичленные металлогруппы:
/> />
В настоящее времяизвестно значительное число ФАГ.
Наличие ФАГ ворганической молекуле является необходимым, но не всегда достаточным условием,позволяющим использовать данное органическое соединение в качествеаналитического реагента. Требуется также во многих случаях присутствиеаналитико-активных групп (ААГ), обычно не образующих непосредственнокоординационные связи с центральным атомом металла-комплексообразователя, ноусиливающих аналитический эффект ФАГ. Сочетание ФАГ, ААГ вместе с центральныматомом определяемого металла даёт «аналитический узел», играющий решающую рольв соответствующей аналитической реакции. Понятие о ФАГ и ААГ было введено Л. М.Кульбергом. К некоторым основным критериям применения внутрикомплексныхсоединений в химическом анализе относятся:
а) малая растворимостькомплексного соединения в тех случаях, когда их используют для осаждения ионовметаллов из растворов;
б) наличие интенсивнойхарактерной окраски образующихся комплексов, если их используют для открытияили определения ионов металлов по окраске раствора;
в) достаточно высокаяустойчивость образующихся комплексов (большие значения констант устойчивости).
Для обеспечения этихкритериев необходимо соблюдение, по крайней мере, следующих условий:
1) молекулыорганических реагентов должны содержать ФАГ;
2) ФАГ должен иметь такуюпространственную конфигурацию и взаимное расположение донорных атомов (азота,кислорода, серы, фосфора, мышьяка и др.), чтобы могла реализоваться возможностьобразования наиболее устойчивых пяти- и шестичленных металлоциклов;
3) молекула органическоголиганда должна иметь, По-возможности, большую молекулярную массу – это понижаетпогрешности определения металлов.
На практике процессыкомплексообразования часто сочетают с экстракцией. Некоторые органическиереагенты позволяют открывать определять целый ряд катионов. К числу такихорганических реагентов относятся соединения группы арсеназо, содержащие мышьяк,азогруппы, SO3H, ОН (арсеназо I,арсеназо II, арсеназо III, полиарсеназо), например Так, с помощью арсеназо I можно определить уранильную группу UO22+, катионы кальция Ca2+, бериллия Be 2+, меди Cu2+, кобальта Co2+, никеля Ni2+, алюминия Al3+, редкоземельных металлов титан (III), цирконий (IV), торий (IV), ванадий (V), ниобий (V), тантал (V), а такжеанионы F ˉ, BF4ˉ.
Арсеназо III позволяет определить катионы Be2+, Mg2+, Ca2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Al3+, Pb2+, редкоземельных металлов, титан (III), цирконий (IV), торий (IV), гафний (IV).
К числу достаточнораспространённых в химическом анализе относятся, например, такие органическиереагенты, как дитизон, диметилглиоксим, 1-нитрозо-2-нафтол.
/>
Дитизон, или дифенилтиокарбазон
/>
(часто сокращённообозначается Н2Dz ) впервыебыл предложен в качестве реагента на катионы Zn2+, с которыми он образует комплекс малинового цвета –дитизонат цинка Zn(НDz)2, растворимый вхлороформе и в тетрахлориде углерода. Реакция – весьма чувствительная: пределобнаружения m=0, 025 мкг, предельное разбавление Vlim =104 мл/г.
Дитизон используетсятакже для определения Cu(II), Ag(I), Au(III), Cd(II), Hg(II), In(III), Tl(I), Pb(II), Bi(III), Co(II), Ni(II), Pd(II), Pt(II) и некоторых других ионов.
Как лиганд дитизон можетвыступать в форме анионов НDzˉи НDz2-, образуя комплексы состава Cd(НDz)2, Ag2Dz, Pb(НDz)2, PbDz, PdDz и так далее.
Диметилглиоксим (диацетилдиоксим, реактив Чугаева)
/>
Это – классическийорганический реагент, впервые предложенный, как уже отмечалось, Л.А. Чугаевым в1905 году в качестве специфического селективного реагента на никель.
Ионы Ni2+ образуют с диметилглиоксимом в воднойсреде объёмистый осадок красного цвета, малорастворимый в воде и в водномаммиаке, но растворимый в минеральных кислотах. Реакция протекает по схеме:
Ni2+ + HDMG→ [Ni(DMG)2] + 2Н+
где HDMG – сокращённое обозначение молекулы диметилглиоксима.Структурная формула образующего комплекса будет выглядеть следующим образом:
/>
где точками обозначенывнутримолекулярные водородные связи. Этот нейтральный комплекс никельдиметилглиоксими является показателем наличия ионов никеля в растворе. Осаждение обычнопроводят из разбавленных аммиачных растворов при рН=8-9. Комплекс оченьустойчив; логарифм константы устойчивости равен lgβ=17, 32. Реакция весьмачувствительна: предел обнаружения m=0, 16 мкг, предельное разбавление Vlim =3∙105 мл/г.Поскольку диметилглиоксим малорастворим в воде, то предложено использовать несам диметилглиоксим, а его двунатриевую соль, которая растворяется в воде. Спомощью диметилглиоксима можно определять также и палладий(II), железо(II), висмут(III),кобальт(III). При определении никеля дляустранения мешающего действия висмута, железа и кобальта ионы последнихмаскируют введением тиогликоевой кислоты. Небольшое количество ионов кобальта ижелеза можно также маскировать введением винной кислоты. Для маскированиябольших количеств этих ионов рекомендуют прибавлять в раствор добавки N,N-ди(оксиэтилен)глицина. Диметилглиоксим используют и прифотометрическом определении никеля в присутствии окислителей.
1-Нитрозо-2-нафтол (α-нитрозо-β-нафтол, илиреактив Ильинского)
/>
также считаетсяклассическим органическим аналитическим реагентом. Впервые он был предложен М.А.Ильинским и Г. Кноре для гравиметрического определения кобальта в формекомплекса СоIIIL3, где HL – молекула 1-нитрозо-2-нафтола. Комплекс выделяется израстворов в виде пурпурно-красного осадка. Точная структура комплекса пока неизвестна. Предполагается возможность осуществления как пяти-, так ишестичленных хелатных металлоциклов типа
/>
Комплекс очень устойчив:логарифм константы устойчивости lgβ=17. Реакция весьма чувствительна: предел обнаружения m=0, 5 мг, предельное разбавление Vlim =3∙10-5 мл/г. Сиспользованием 1-нитрозо2-нафтола можно также определять также никель,палладий, железо.
Разработана фотометрическаяметодика определения кобальта с помощью рассматриваемого органическогореагента.
3. РЕАКЦИИ БЕЗУЧАСТИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОВ
3.1 Образованиеокрашенных соединений с открываемыми веществами
Дифениламин (C6H5)2NHпри реакциях в кислой среде ссоединениями, содержащими окислители (NO2ˉ, NO3ˉ, BrO3ˉ, CrO42ˉ, MnO4ˉ, Fe3+ и др. ) окрашивает раствор в синий цвет вследствиенеобратимого окисления дифениламина в синий дифенилдифенохинондиимин. Этареакция – фармакопейная, используется для открытия, например, нитратов инитритов. С нитратами реакция протекает по схеме:
/>
При выдерживании смесисиняя окраска постепенно переходит в бурую, а затем в жёлтую. Определениюмешают сильные восстановители – такие, как сульфид-ион S2ˉ, сульльфит-ион SO32ˉ,тиосульфат-ион S2O32ˉ, иодид-ион Iˉ.
Антипирин используют для открытия нитрит-ионов NO2ˉ (реакция фармакопейная). В кислойсреде (HCl, H2SO4) нитриты образуют с антипириномнитрозоантипирин изумрудно-зелёного цвета:
NO2ˉ + H3O+ = HNO2 + H2O
/>
Нитраты образуют сантипирином в сильнокислой среде (концентрированная серная кислота)ярко-красный нитроантипирин
/>
Выше уже упоминалсяреактив Грисса-Илошвая в качестве аналитического реагента на нитрит-ионы NO2ˉ. При взаимодействии смесисульфаниловой кислоты и 1-амино-2-нафтола с нитритами в нейтральных илиуксуснокислых растворах образуется азокраситель ярко-красного цвета (реакцияГрисса):/> /> /> /> /> /> />
/>
Реакция весьмачувствительная: открываемый минимум m=0, 01 мкг. Нитрат-ион NO3ˉ такой реакции не даёт.
Аналогично протекает реакциятакже в том случае, если вместо 1-амино-2-нафтола взять β-нафтол:развивается красная окраска.
Вместо сульфаниловойкислоты в этой реакции можно использовать различные другие ароматические амины,которые в щелочной среде с 1-нафтиламином или 1-нафтолом (а также спроизводными анилина, например, диметиланилином) дают окрашенные азокрасители.
Этакридин (риванол) в кислой среде образует снитратами диазоэтакридин красного цвета:/> /> /> /> /> /> />
/>
Реакция специфична длянитратов.
Борат-ионы BO3ˉ, B4O72- открывают с помощью куркумовой бумаги– бумаги, обработанной раствором органического красителя – куркумина. Солиборной кислоты окрашивают в кислой среде куркумовую бумагу в розовый цвет.Щёлочи и аммиак изменяют окраску на синюю или буровато-зелёную. Реакция –фармакопейная. В качестве возможной предполагается следующая схема протеканияреакции:
/>
Окрашенные соединения сборной кислотой образуют также оксиантрахиноны — ализарин, пурпурин,хинализарин – в среде концентрированной серной кислоты.
Реакция образованияокрашенных соединений с органическими реагентами используются для определенияподлинности многих лекарственных препаратов или открытия входящих в них групп,например, органических кислот; соединений, содержащих гидроксильные,альдегидные, кетонные, эфирные, имидные группы, аминогруппы, фенильные радикалы;алкалоидов, гликозидов сердечного действия, витаминов, гормонов и ихсинтетических аналогов, антибиотиков и других веществ.
3.2 Образованиеорганических соединений, обладающих специфическими свойствами
В ряде случаев вхимическом анализе используют такие реакции с участием органических реагентов,в результате которых образуются продукты реакции, обладающие специфическимисвойствами – запахом, окрашиванием пламени газовой горелки и т. д. Так, реакцияобразования сложных эфиров используется для открытия ацетат-ионов CH3СООˉ, борат-ионы BO3ˉ, B4O72-. Открытие ацетат-ионов проводится в кислой среде. При этом ацетат-ионы,присоединяя ион водорода, переходят в слабую уксусную кислоту. При реакции сэтанолом уксусная кислота даёт уксусноэтиловый эфир, обладающий характернымзапахом:
CH3СООˉ + Н3О+ = CH3СООН + Н2О
CH3СООН + НOC2H5 = CH3СОО C2H5 + Н2О
Реакция – фармакопейная.
Летучие сложные эфирыборной кислоты окрашивают пламя в зелёный цвет. В присутствии серной кислоты иэтанола борат-ионы образуют сложные эфиры:
B4O72- + Н+ + 5Н2О = Н3BO3
Н3BO3 + 3C2H5OН→ В(ОC2H5)3 + 3Н2О
При поднесении пламени кчашке или тиглю, в которых протекает эта реакция, продукты сгорания окрашиваютпламя в зелёный цвет. Реакция – фармакопейная.
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ ИНДИКАТОРОВ В ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДАХКОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА
4.1. Теориикислотно-основных индикаторов
Кроме использованияорганических соединений для образования металлокомплексов, образованияокрашенных соединений органические реагенты используются очень широко ваналитической химии в качестве индикаторов методов кислотно-основноготитрования. Индикатор – это вещество, которое проявляет видимое изменение вточке эквивалентности или вблизи её. Кислотно-основные индикаторы в кислых ищелочных растворах имеют различную окраску. Иак, лакмус в кислой среде (рН 7) – в синий; фенолфталеин вкислой – бесцветен, в щелочной – имеет красную или малиновую окраску.
Для объяснения природыизменения окраски индикаторов было предложено несколько теорий. Ионнаятеория кислотно-основных индикаторов предполагает наличие в растворе двух форммолекулы индикатора – кислой формы, имеющей один цвет, и основной формы,имеющей другой цвет. В зависимости от рН раствора и соответственно отпреобладания той или иной формы, происходит окрашивание раствора всоответствующий форме молекулы индикатора цвет.
Хромофорная теория кислотно-основных индикаторовобъясняет наличие окраски индикаторов, являющихся органическими соединениями,присутствием в молекулах индикаторов хромофорных групп. В роли хромофорныхгрупп могут выступать такие группировки атомов и связей, как
–N=N–, =C=S=,-N=O,-N=N-
↓
O
хиноидные структуры инекоторые другие.
Далее предполагается, чтоиндикаторы в растворе могут присутствовать в разных таутомерных формах,находящихся в равновесии. В кислой среде доминирует одна таутомерная формаиндикатора с какой-то, а в щелочной – другая таутомерная форма с иной хромофорнойгруппой. Примером сказанного может послужить индикатор фенолфталеин, который вкислой среде бесцветен, а в щелочной окрашен в красный цвет. Согласно хромофорнойтеории предполагается, что в водном растворе фенолфталеина устанавливаетсяравновесие:
/>
Таутомерная форма I не имеет хромофорной группы ипоэтому бесцветна, а форма IIобладает хиноидным хромофором и поэтому окрашена в красный цвет. Другой примервиден у индикатора метиловый оранжевый, который является натриевой сольюдиметиламиноазобензол-сульфокислоты (CH3 )2 N – C6H4– N=N – C6H4– SO3Na. В водном растворе анион этой кислоты присоединяет протон ипереходит в кислоту, которая подвергается превращению по схеме:
/>
Таутомерная форма I имеет хромофор ─N=N─, придающий индикатору жёлтый цвет, а таутомернаяформа II имеет другую хромофорную группу,придающую индикатору красный цвет.
Ионно-хромофорнаятеория, котораяобъединила представление ионной и хромофорной теорий.
В рамках этой теориипринимается, что кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые кислотыи основания, причём нейтральная молекула индикатора и её ионизированная формасодержат разные хромофорные группы.
Допустим, индикаторпредставляет собой слабую одноосновную кислоту HInd. В соответствии с ионно-хромофорной теорией в водномрастворе индикатора устанавливается равновесии:
HInd = H++ Indˉ = H+ + IndˉB
кислая форма I основная форма II
Кислая форма представляетсобой нейтральную молекулу слабой кислоты HInd в какой-то таутомерной форме, основная форма IndˉB– это анион кислотной формы, которая является слабойкислотой в другой таутомерной форме. Хромофорные группы обеих таутомерных форм HInd и IndˉBнеодинаковы, поэтому и окраска этих двух форм различна.
При изменении рНрастворов, а именно при подкислении равновесие смещается влево – в сторонукислой формы и после понижения рН до такого значения рН1, когда в растворедоминирует эта форма, раствор принимает окраску формы I. При уменьшении концентрации ионов водорода равновесиесмещается вправо – в сторону основной формы II. В случае индикатора фенолфталеина схему можно упрощённопредставить следующим образом:
/>
Кислотно-основныеиндикаторы, как правило, — обратимые индика-торы, способные обратимо изменятьокраску в зависимости рН раствора. Предложено более 200 органических соединенийв качестве кислотно-основных индикаторов, относящихся к различным структурнымтипам.
4.2 Индикаторыгруппы азосоединений
Индикаторы группыазосоединений (азоиндикаторы) — это многочисленная группа индикаторов, являющихсяпроизводными пара-аминобензола и пара-диметиламинобензола, которые сами по себепрактически не растворимы в воде. При введении сульфогрупп или карбоксильныхгрупп в молекулы этих соединений получаются растворимые в воде азокрасители,обычно имеющие красную окраску в кислой среде и жёлтую – в щелочной. Киндикаторам этой группы, помимо метилового оранжевого, относятся ализариновыйжёлтый, метиловый жёлтый, метиловый красный, тропеолины и др.
4.3Трифенилметановые индикаторы
Трифенилметановыеиндикаторы. Индикаторыэтой группы также часто применяются в кислотно-основном титровании. Все ониформально могут рассматриваться как производные трифенилметана. Из индикаторовэтой группы распространены фенолфталеины, сульфофталеины, анилинсульфофталеины,бензеины, собственно трифенилметановые красители. Характер таутомерныхпревращений фталеинов аналогичен описанным выше для фенолфталеина. К фталеинамотносятся α-нафтолфталеин, фенолфталеин, тимолфталеин и др. Ксульфофталеинам, содержащим сульфогруппу –SO3H в качествезаместителя в ароматических ядрах, принадлежат брокрезоловый зелёный,бромкрезоловый пурпуровый, брофеноловый синий, хлорфеноловый красный и др.Сульфогруппа играет роль ауксохрома. Сульфофталеины обладают интенсивнойокраской и резким её изменением при переходе от одной формы индикатора кдругой. Различные индикаторы этой группы можно рассматривать в качествепроизводных фенолового красного
/>
Предполагается, что врастворе феноловый красный претерпевает в зависимости от рН растворапревращения по схеме:
/>
/>
Интервал перехода окраскииндикатора наблюдается в пределах рН от ~6, 8 (жёлтая) до ~8, 4 (красная). Ксобственно трифенилметановым красителям относятся кристаллический фиолетовый,малахитовый зелёный, метиловый фиолетовый, пентаметоксикрасный,гексаметоксикрасный. Одним из индикаторов данной группы являетсякристаллический фиолетовый (кристаллвиолет):
/>
В водных растворахкристаллический фиолетовый протонируется: к атомам азота двух ароматическихдиметиламиногрупп последовательно присоединяются один или два протона взависимости от кислотности раствора с образованием зелёной, желтовато-зелёной иоранжевой форм. Интервал перехода лежит в пределах изменения рН раствора от~0,8 (зелёная окраска) до ~2, 6 (синяя окраска). Изменение окраски индикаторовэтой группы в водных растворах не очень резкое; они чаще применяются прикислотно-основном титровании в неводных средах.
4.4 Нитроиндикаторы
/>
Нитроиндикаторы представляют собой ароматическиенитропроизводные, например, паранитрофенол, который в растворе претерпевает превращения:
/>
Интервал перехода лежит впределах рН от 5, 6 (бесцветный) до 7, 6 (жёлтый). К этой группе индикаторовотносятся также мета- и ортонит-рофенолы, динитрофенолы и некоторые другие.
4.5 Индикаторыдругих структурных групп
Индикаторы другихструктурных типов. Этагрупп включает все остальные индикаторы различного строения, не относящиеся квышеописанным, например лакмус, оксиновый синий, нейтральный красный,индофенолы, экстракты растений и др. Из индикаторов данной группы наиболеераспространённым является лакмус. Обычно он применяется в виде лакмусовойбумаги, которая в кислой среде окрашивается в красный цвет, а в щелочной – всиний. Лакмус представляет собой органическое вещество синего цвета, котороеполучают из лишайников в виде синего порошка. Частично растворим в воде и вэтаноле. Главный компонент лакмуса, обладающий индикаторными свойствами, — азолитимин, его содержание в лакмусе составляет 4-5%.Интервал перехода лакмусакак кислотно-основного индикатора лежит в пределах рН от 4, 5 до 8, 3; при этомокраска изменяется из красной в синюю. Значение рТ≈7, 0. Кроме того, поспособу применения индикаторы можно разделить на внутренние и внешние.Внутренние индикаторы добавляются непосредственно в титруемый раствор. Подавляющеечисло кислотно-основных индикаторов – внутренние. Внешние индикаторы находятсявне титруемого раствора. Примером может служить лакмусовая бумага. В парахаммиака влажная лакмусовая бумага синеет. К внешним индикаторам относитсяиндикаторная бумага, предназначенная для приблизительного определения значениярН раствора. Индикаторная бумага представляет собой полоски бумаги, пропитаннойразличными индикаторами (ализарин, конго красный, синий и красный лакмус идр.).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, как показановыше, в аналитической химии немалую роль играет применение органическихреагентов в качественном, количественном анализах, кислотно-основном титрованиии других случаях. Качественный анализ имеет большое значение, поскольку частныехимические реакции на многие катионы и анионы применяются постоянно вфармацевтическом анализе, фармакопейном анализе для контроля подлинностилекарственных субстанций и компонентов лекарственных форм.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯЛИТЕРАТУРА
1. Основы аналитической химии. В 2-хкнигах под ред. академика РАН Ю.А. Золотова. М.: «Высшая школа», 1996г.
2. Аналитическая химия. В 2-х частях.В.Д. Пономарев. М.: «Высшая школа», 1982г.
3. Аналитическая химия. В 2-х книгах.Ю.Я. Харитонов. М.: «Высшая школа», 2001г.
4. Аналитическая химия. А.Я. Логинов,А.Г. Воскресенский, И.С. Солодкин. М.: «Просвещение», 1973г.
5. Крешков. А.П. Основы аналитическойхимии, II. т. 1-3, Москва, 1977г.
6. В.Г. Беликов. Фармацевтическаяхимия. Пятигорск. 1996 г.
7. В.Д. Шаповалова. Фармацевтическийанализ лекарственных средств. Харьков, 1995 г.
8. Ф.Б. Коган. Методы идентификациилекарственных препаратов. Киев, 1978 г.
9. Н.Н. Глущенко, Т.В. Плетнёва, В.А.Попков. Фармацевтическая химия. Москва, 2004 г.