- •Применение органических реагентов в анализе.
- •Применение органических реагентов.
- •Хелаты.
- •Строение органических реагентов, способных образовывать внутрикомплексные соединения.
- •Комплексообразующие группы.
- •Солеобразующие группы
- •Устойчивость внутрикомплексных соединений.
- •Лекция 4 Окислительно-восстановительные потенциалы и их использование в анализе.
- •Факторы, влияющие на величину окислительно-восстановительного потенциала.
- •Влияние конкурирующей реакции осадкообразования на потенциал
- •Влияние конкурирующей реакции комплексообразования на величину окислительно-восстановительного потенциала.
Строение органических реагентов, способных образовывать внутрикомплексные соединения.
Для того, чтобы органическое соединение стало органическим реагентом, оно должно содержать две группы атомов.
Комплексообразующую
R
Солеобразующую
Комплексообразующие группы.
Группа Органический реагент
Азогруппа дитизон, эриохром черный Т
–N=N–
Оксимная группа диметилглиоксим
=N–ОН
Нитрозо группа α- нитрозо-β-нафтол
–N=O
Третичный азот комплексон III
–N=
Тиокарбонильная дитизон
=С =S
Карбонильная группа ализарин
=С=О
Солеобразующие группы
–ОН Гидроксильная
–СООН Карбоксильная
=N–ОН Оксимная
–SH Сульфгидрильная
–SO3H Cульфогруппа
Важно, чтобы комплексообразующая и солеобразующая группы были расположены рядом друг с другом, чтобы была возможность замкнуть цикл с ионом металла, не должно быть пространственных препятствий для образования цикла. Наиболее устойчиво ортоположение..
Устойчивость внутрикомплексных соединений.
- Правило циклов Чугаева: наиболее устойчивы внутрикомплексные соединения с числом членов в цикле, равным пяти и шести.
- Хелатный эффект Шварценбаха: чем больше число циклов образует комплексообразователь с лигандом, тем более устойчивым является внутрикомплексное соединение.
3) Органические реагенты, способные окисляться или восстанавливаться. Например, дифениламин – индикатор в бихроматометрическом титровании.
Дифениламин дифенилбензидин
Бесцветный сине-фиолетовый
Восстановленная форма окислительная форма
Под действием окислителей
Окисляется.
В данном примере цепочка двойных связей обладает хромофорным действием.Хромофор – группа атомов, придающая окраску органическому соединению.
4). Синтез новых органичеких соединений. Например, обнаружение нитрит – иона реактивом Грисса (смесь сульфаниловой кислоты и α – нафтил амина).
Реакция идёт в две стадии:
5). Органические реагенты, способные адсорбироваться. Например, флуоресцеин и эозин (аргентометрические индикаторы).
Лекция 4 Окислительно-восстановительные потенциалы и их использование в анализе.
Реакции, в которых происходит перенос электронов от одной окислительно-восстановительной пары к другой называются окислительно-восстановительными реакциями.
Для количественной оценки окислительно-восстановительной способности пары используется окислительно-восстановительный потенциал.
Определить абсолютную величину окислительно-восстановительного потенциала невозможно, т.к. не происходит отдельно отдача или присоединение электронов.
ОХ1 +ne → Rеd1
Rеd2 – ne → OХ2
Cопряжённая окислительно-восстановительная пара - это окислитель и полученный из него восстановитель и наоборот.
Происходит взаимодействие двух сопряжённых окислительно-восстановительных пар.
ОХ1 + Rеd2 ↔ Red1 + OХ2
Окислители и восстановители различаются по силе
KMnO4 K2Cr2O7 Fe2(SO4)3
E0 = 1,51v E0=1,36v Eo= 0,76v
Е0=0,54v, KI I2 I2 I2
Е0=1,08v, KBr Br2 Br2 -
Е0=1,36v, KCI CI2 - -
Для того, чтобы измерить потенциал нужно составить гальванический элемент. Чтобы получать сравнимые результаты, необходимо измерять окислительно-востановительный потенциал различных пар относительно одной и той же окислительно-восстановительной пары. За стандартный электрод принят водородный электрод
H2 – 2e → 2H+
Потенциал стандартного водородного электрода принят за нуль.
По отношению к нему определены потенциалы всех сопряженных окислительно-восстановительных пар.
Потенциалы приведены в справочниках.
Потенциалы имеют знак “+” или “-“.
Знак “+” – данная пара будет окислителем по отношению к паре водорода, знак “-“ – восстановителем.
1). Чем более положительный потенциал пары, тем более окислительной способностью она обладает. И наоборот, чем более отрицательный окислительно-восстановительный потенциал системы, тем сильнее восстановительные свойства этой системы.
2). Чтобы протекала окислительно-восстановительная реакция необходима разность потенциалов сопряжённых окислительно-восстановительных пар, ∆Е ≥ 0,33v.
3). Система, обладающая относительно большим потенциалом, будет окислителем по отношению к любой другой системе с меньшим потенциалом.
4). Если в системе возможны несколько окислительно-восстановительных реакций, то в первую очередь идёт та реакция, которой соответствует наибольшая разность потенциалов.
Стандартный потенциал системы является константой. Он не зависит от ионной силы раствора, а зависит от природы окислительно-восстановительной пары, температуры и давления. В реальных системах потенциал зависит от концентрации и, следовательно, от ионной силы раствора.
Уравнение Нернста для сопряжённой окислительно-восстановительной пары. Здесь
Еох/Red – равновесный потенциал
Eooх/Red – cтандартный потенциал
F – число Фарадея
n – число е, отдаваемое или принимаемое
а – активная концентрация, моль/л.