A kationok kimutatásához használt, legfontosabb szerves reagensek

CH 3 COO - -ClO 3

6.3. A kationok kimutatásához használt, legfontosabb szerves reagensek

Ditizon

Difenil-tiokarbazon:

NH NH C N N S

Eltérő stabilitású komplexet képez kb. 22-féle (valamennyi szulfidképző) fémmel. Reagensként általában 0,001%-os széntetrakloridos, vagy kloroformos oldatát használjuk, mely zöld színű. Vizes oldatban egybázisú savként viselkedik, savi disszociációs állandója: Ks=3,210^-5. Funkciós csoportja lúgos közegben enol-,

N C N N

, savas közegben keto-

NH NH C N S

formában reagál. A ketokomplexeknek az analitikai kémiában nagyobb jelentősége van nagy stabilitásuk, és a szerves oldószerekben való jó oldhatóságuk miatt. Oxidáló hatású kationokkal szemben redukálószerként is viselkedik. A vassal, az ónnal és a platinával alkotott komplexében az adott fémet alacsonyabb oxidációs állapotú formájában köti meg, akkor is ha eredetileg a ditizont Fe(III); Sn(IV); Pt(IV) sókkal reagáltattuk. A komplexek széntetrakloriddal vagy kloroformmal extrahálhatók.

Általában sárga színűek, kivéve:

Bi(III), Hg(II) narancs; Cd(II), Pb(II) vörös; Cu(II) , Co(II), Zn(II) bíbor; Ni(II) kék színű.

Az Ag(I) és Hg(II) komplexek erősen kénsavas (4-6 M) közegből is kirázhatók.

Zn(II) kimutatása: A híg vizsgálandó oldathoz azonos mennyiségű 20%-os, kevés jodidot is tartalmazó nátrium-tioszulfát-, és 20%-os ammónium-acetát-oldatokat adunk (ezzel a zavaró Hg(II)-, Cu(II)-, Bi(III)-, Ag(I)-, Pb(II)ionok hatását meg lehet szüntetni), majd hozzáadjuk a reagenst.

Bíborszínű komplex képződik. A Zn-re jellemző, hogy 2M-os NaOH-val történő lúgosítás és összerázás után a vizes fázis is vörös színű lesz.

Hg(II) kimutatása: 0.25 M sósavas közegből, EDTA jelenlétében, szelektíven, narancsszínnel extrahálható a ditizont tartalmazó szerves fázisba. A reakció specifikus, érzékenysége 1 ppm.

Ag(I) kimutatása: A Hg(II)-vel megegyezô körülmények között (de 0.25 M salétromsavat alkalmazva) történhet. A reakció érzékenysége 1 ppm, a Hg(I)-, Hg(II)ionok zavarnak!

Cu(II)ionokat 1-4 pH-jú oldatból tudjuk kimutatni, de a reakciót zavarja a Hg, Ag, Bi .

Bi(III) Igen híg ( 0.0001 M) oldatból mutatható ki, melyben kevés szilárd ammónium-citrátot oldunk, ammóniával semlegesítjuk majd fölös mennyiségű KCN-t adunk hozzá (álcázás). Ezután az oldatot ammóniával lúgosítjuk, és hozzáadjuk a reagenst (narancsszínű komplex).

Co(II) kimutatása: Amennyiben az oldat olyan fémionokat tartalmaz, melynek ditizonátkomplexe savanyú közegben is kialakul, az oldat pH-ját Na-citráttal pH = 3-4 közé állítjuk, és ditizonos rázással a vizes fázisból a zavaró ionokat eltávolítjuk. Ezután az oldat pH-ját tömény ammóniával kb. pH = 8-ra állítjuk be, majd hozzáadjuk a reagenst (bíborszínű komplex képződik). Így nem zavar a Fe, Ti, V,, Cr.

Sn(II) kimutatása: A híg, lúgos (pH = 8-10), cianidionokat is tartalmazó oldathoz ditizont cseppentve téglavörös komplex keletkezik. Érzékenység: 0,6 ppm. Csak a bizmut zavar. Vakpróbát feltétlenül készíteni kell.

Morin

(3,5,7,2,4-penta-hidroxi-flavon)

OH O O

HO OH

Vízben igen rosszul, etanolban, acetonban jól oldódó, halványsárga színű kristályos por. Savanyú kémhatású oldatban számos fémmel képez butilalkoholba átrázható komplexeket.

A legáltalánosabban használt reagensek közé tartozik. Papírkromatográfiában csoport-előhívószerként is használják.

Az alumínium kimutatására használjuk általában, semleges vagy gyengén ecetsavas közegben az alumíniummal erős zöld fluoreszcenciát ad, ami természetes fényben is észlelhető. UV-lámpa alatt még sokkal intenzívebb a fluoreszcencia. Az alumíniummal adott reakciót szűrőpapíron elvégezve a reakció érzékenysége 0,1 ppm!

A reakció sajnos nem specifikus, fluoreszcencia jelentkezik számos ion – berillium, króm(III), mangán(II), kobalt, nikkel, urán, cérium, antimon, ón, ólom, cink, cirkónium(IV), gallium, indium, szkandium, tórium, titán, molibdén – jelenléte esetén is. Az ólom-, cink- és molibdénkomplex zavaró hatása kiküszöbölhető, ha a vizsgálatot ecetsavas közegben végezzük. Szűrőpapíron végezve a reakciót, a megszárított foltra 2 M sósavat cseppentve a berillium, króm(III), mangán, kobalt, nikkel, urán és cérium zavarása megszűnik.

Cirkónium(IV) kimutatása esetén a reakciót 10 M sósavas közegben végezve a fluoreszcencia jelenléte specifikus a vizsgált ionra.

6. Cseppelemzés 285

© Wagner Ödön, BME, Pasinszki Tibor, ELTE www.tankonyvtar.hu Berilliumra nézve szelektív a kimutatás, ha a reakciót 2 M NaOH-ban végezzük, élénksárga fluoreszcencia jelentkezik. A reakció érzékenyebbé és szelektívebbé tehető, ha a lúgos oldatot előzőleg megszűrjük, és az oldathoz EDTA-t adunk.

,’-dipiridil

N N

Elsősorban vaskimutatáshoz használt reagens. Stabilizálja a vas(II)-állapotot, és három reagens-molekula oktaéderes szimmetriájú komplexet képez vele. A komplex nagy stabilitású, vízoldható és intenzív vörös színű. A komplex – nagy stabilitásának és intenzív vörös színének köszönhetően – alkalmas a vas(II) fotometriás mennyiségi meghatározására is.

Dimetil-glioxim

C C H₃C H₃C

N N OH

A dimetil-glioximmal színes, vízben oldódó komplexet képez a vas(II)-(vörös), kobalt-(barnás) és rézion (töménységtől függően barnásvöröstől sárgáig). Vörös csapadékot képez vele a nikkel(II), illetve palládium komplexe savban oldhatatlan, de ammóniában oldódik.

Nikkel(II)ionokat tartalmazó oldatot ammóniával meglúgosítva specifikus nikkelre a megjelenő vöröses (eperszínű) csapadék. Az ugyancsak csapadékot képező palládiumkomplex ugyanis, ilyen körülmények között, nem válik le. A hidrolizáló, esetleg az oldat pH-ja miatt csapadékot adó, ionok alkáli-tartarát hozzáadásával oldatban tarthatók.

Még érzékenyebb a reakció, ha a komplexképzést ammóniás közegben oxidálószerek jelenlétében végezzük, a képződő nikkel(IV)-komplex vízoldható és igen intenzív vörös színű. A kimutatási reakció egy nagyságrenddel érzékenyebb, mint a nikkel(II) esetén.

Palládium kimutatását pH=1 kémhatású oldatban kell elvégezni, ilyen körülmények között a többi dimetil-glioximáto-komplex ki sem alakul, a csapadék megjelenése a palládiumra specifikus.

Vas(III) és kobalt egyidejű jelenléte esetén leválik egy vasat és kobaltot tartalmazó, polinukleáris komplex. A csapadék barna színű, bruttó összegképlete: FeCoC12H19O6. A csapadék leválása meggátolható, ha a vasat a reagens hozzáadása előtt vas(II)-vé redukáljuk.

Difenil-amin

Kifejezetten redukáló tulajdonságú reagens, így csak az oxidáló tulajdonság vizsgálatára alkalmas.

Erős oxidálószerek (pl. kromát, vanadát, nitrát, klorát stb.) erősen kénsavas közegben intenzív kék színű termékké oxidálják.

Nátrium-szulfittal 3 M kénsavas közegben – a nitrát kivételével – az összes, reakciót adó oxidálószer redukálható, így ezután szelektíven kimutatható vele a nitrátion.

Benzidin

H₂N NH₂

A benzidin cspadékot képez néhány anionnal (volframát, molibdát, szulfát), valamint oxidálószerek benzidinkékké oxidálják. Az oxidáció már ecetsavas közegben végbe megy (ellentétben a difenil-aminnal). A cseppreakciók igen gyakran használt kémszere, mivel a képződő benzidinkék színe igen intenzív, jól látszik a szűrőpapíron is.

Alizarin

OH OH O

Az alizarin (illetve szulfonált származékának nátriumsója, az alizarin S) antrakinon származék, legfontosabb reakciója az alumíniummal – megfelelő körülmények között – adott színreakció. Mivel a vegyület indikátor tulajdonságú, és lúgos közegben mutatott sárga színe csaknem megegyezik az alumínium komplexének színével, a reakciót mindig üres kísérlet (vakpróba) párhuzamos elvégzése mellett kell elvégezni. Az alumíniumkomlex színe vörös, azonban más ionokkal (cink, antimon(III), titán, bizmut, vas, réz) is színreakciót ad, így azok jelenléte zavarhatja az alumínium kimutatását.

Tömény kénsavas közegben a borát is színreakciót ad az alizarin S-sel.

Kurkumin

H₂C C O

CH CH

OCH₃ OH C

CH CH OH

OCH₃

A kurkumagyökér sárga színű anyaga, a kurkumin, a kurkumapapír hatóanyaga. Kifejezetten bórsav-reagens. Ha a kurkuminnal megszínezett szűrőpapírt sósavas, borátot tartalmazó oldatba merítjük, majd a nedves papírt megszárítjuk, a sárga színű papír a a bórkomplex képződése miatt rózsaszínű lesz. Lúggal megcseppentve a rózsaszínű papír megkékül.

A titán hasonló reakciót ad, így zavarhatja a bór kimutatását. Az oxidálószerek szintén zavarják a kimutatást.

7. Anyagismereti és elemzési feladatok 287

7. ANYAGISMERETI ÉS ELEMZÉSI FELADATOK,

In document 4. A KIMUTATÁSI REAKCIÓK GYAKORLATI KIVITELEZÉSE (Pldal 83-87)