Аналитикалық химияда қолданылатын органикалық қосылыстар

Қазақстан Республикасының Денсаулық Сақтау Министрлігі     Оңтүстік Қазақстан Мемлекеттік Фармацевтика Академиясы                                                                                                                                                Тақырыбы: Аналитикалық  химияда қолданылатын органикалық қосылыстар.                                                                                                                                                                   Дайындаған: Әбдірахман Д.                                                                         Қабылдаған: Рысымбетова Ж.                                                                                                                                                                                                                                                                                 Шымкент 2014

 

Жоспар

Кіріспе

Негізгі Бөлім

1) Аналитикалық химияда органикалық реагенттерді қолданудың негізі қалаған ғалымдар.

2) Органикалық қосылыс түсі. Ауксохромды және хроформды топтар.

3) Аналитикалық химияда жиі пайдаланылатын органикалық реагенттер.

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 Кіріспе

  Органикалық қосылыстар – құрамында негізгі элемент ретінде әрдайым көміртек атомы болатын химиялық қосылыстар (көміртек оксидтері, көмір қышқылы және оның тұздарынан басқалары).  Органикалық реакциялар бейорганикалық реакциялардың заңдылықтарына бағынғанымен, біраз ерекшеліктері де бар. Органикалық реакциялар, негізінен, молекулалардың арасында жүреді.

  Сапалық талдау  әдісінде иондарды анықтауда  органикалық реагенттерді қолданамыз. Сонымен қатар олар сандық  талдау әдісінде, оның ішінде  титриметрия әдісінде индикаторлар  есебінде және титрант ретінде (комплексонометрияда) пайдаланылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналитикалық химияда органикалық реагенттерді қолданудың негізі қалаған ғалымдар

  Органикалық қосылыстар органикалық және бейорганикалық қосылыстармен әрекеттесіп, аналитикалық қасиеттері бар қосылыстар түзеді. Мұндай заттарды органикалық реагенттер деп атайды.

  Ертедегі заманнан бастап ғалымдар кейбір иондарды (мыс. күміс,темір) анықтау үшін табиғи органикалық қосылыстарды (уксус, хмель, камфора және т.б.) қолданды. Табиғи органикалық қосылыстарды қолданған ғалымдардың бірі Р.Бойль болды. 19 ғасырдың басында орыс химигі В.М. Севергиннің аналитикалық химия деген еңбегі жарыққа шықты, онда ол лакмустық тинктура, фиалкалық сироп және т.б. туралы жазды. И.Берцелиус, К.Фрезениус және К.Мораның еңбектерінде де табиғи реагенттер көрсетілген.

  19 ғасырдың аяғында синтетикалық органикалық қосылыстар пайдаланылды. Жиі қолданылғандары морун, флуоресценин, а-нитрозо б-нафтол, формальдоксим, а-нафтиламин, сульфоанил.

  20 ғасырдағы аналитикалық  химиядағы органикалық қосылыстарды  қолданудың жаңа бағытының құрылуын  Л.А.Чугаеваның есімімен байланыстырады. Ол бірінші рет комплексті  органикалық реагент теориясын  құрды. А.А.Чугаев 1905 ж. Диметилглиоксимді  никельді анықтауда қолданған.

  Органикалық аналитикалық химияда пайдаланудың негізін құраған орыс ғалымы М.А.Ильинский болды. Ол 1884 ж. кобальт   ионын 2-нитрозо β нафтолмен анықтауды ұсынған. Сонымен қатар органикалық реагенттерді аналитикалық химияда қолдануда көп қызмет еткен совет ғалымдары И.П.Алимарин, А.К.Бабко, Ю.А.Золотов, И.М.Коренман т.б. болады.

  Органикалық қосылыстардың  ерекшелігі олардың түрлі иондармен  өте сезгіш және талғағыш реакциялар  беруі. Реакция нәтижесінде түзілген  қосылыстар көбіне әр түсті  болып келеді.

  Органикалық реагенттерді  аналитикалық химияның түрлі  саласында пайдаланады: фотометрия, храмотография, гравиметрия, титриметрия  әдістерінде.

Органикалық қосылыс түсі. Ауксохромды және хроформды топтар

  Лиганд рөлін атқаратын органикалық молекула құрамында донор-акцепторлық байланысын түзе алатын ерекше топтар болуы тиіс және олардың аналитикалық белгілі бере алатын қабілеті болуы қажет. Бұл топтарды фукционалдық аналитикалық топтар (ФАТ) деп атайды. Фукционалды аналитикалық топтар металл иондарымен иондық және коваленттік байланыс арқылы әрекеттеседі. Органикалық қосылыстарының түсі олардың құрамына енетін хромоформды, ауксохромды топтармен анықталады. Қосылыстардың түсін сипаттайтын топтарды хроформдар деп атайды. Хромоформды топтарға мына топтар жатады: азо, нитрозо,  нитро, карбонил, этенил топтар.

Хиноидты ядроны да хромоформды топқа жатқызады.

  Ауксохромды топтар өздігінен органикалық қосылыстардың түсін өзгертпейді, бірақ олардың топтардың қатысында органикалық қосылыстардың түсі қоюланады немесе алуан түрлі өзгереді. Аусохромды топтарға: амино, диметил амино, гидроксил, сульфо, карбоксил жатады.

  Бояғыштық құрамында негіздік топтар басым болса, онда бояғыш негізді болады, керісінше қышқылдық топтары басым болған кезде бояғыш қышқылдық қасиет көрсетеді.

  Бейорганикалық катиондар органикалық реагенттермен мына функционалдық топтармен карбоксил –СООН, оксим –NOH, енолдық, гидроксил –ОН, сульфо тобымен SO3H, NH2 және Н-N-R сутегіні бөліп шығару арқылы әрекеттеседі. Мына функционалдық топтармен: оксим, амино, гидроксил, карбонил топтарының оттектерімен және тиотоптарымен координациялық байланыс арқылы әрекеттеседі.

Органикалық реагенттер мен металдар арасындағы химиялық байланыстарды табиғатына байланысты 3 топқа бөледі.

1. Ионды ассоциаттар
2. Ішкі кешенді қосылыстар
3. Хеллатты кешендер (сақиналы немесе циклді)

  Ионды ассоциаттар органикалық бояғыштық катионмен металдың анионды қосылысы әрекеттесу нәтижесінде түзіледі. Мысалы: SbCl6, BF4, ReO4 иондарының негіздік бояғыштармен (бриллианттық, жасыл, метилді күлгін, родамин В, күлгін кристалдық) әрекеттесіп ионды ассоциаттар түзілуін қарастыруға болады. Бұл жағдайда металл ионы органикалық реагентпен әрекеттеспейді.

  Кешеннің органикалық  қабатқа экстракциялау шарты: ол  – кешендердің электро-бейтараптығы  және координациялық қанықтығы. Кешен электробейтарапты болмаған  жағдайда ол органикалық қабатқа  ауыспайды.

  Экстракцияланатын иондық ассоциаттар негіздер және қышқылды немесе негіздік бояғыштар түзеді. Мысалы ретінде бор тетрафторатының кешенді анионының метилді көгілдірмен ассоциаты түзілуін қарастыруға болады.

  Бұрын иондық ассоциаттары  тек сапалық талдауда пайдаланылған. Қазіргі кезде оларды сандық  талдау әдісінде кеңінен қолданады, бұл кезде ассоциат тұнбалардың  органикалық еріткіштерде ерітеді. Ішкі кешенді тұздар. Бұл қосылыстар  металл иондарымен қышқылдық  қасиет көрсететін органикалық  лигандтардың әрекеттесуі нәтижесінде  түзіледі.

Бұлардың құрамына –СООН, -ОН, -N-OH, -NH2, -SO3H, =NH функционалдық топ болуы керек.

Қосылыстардың бұл түрі металл катионы тұз түзуші функционалдық топтан сутегі ионды ығыстыру нәтижесінде түзіледі, егер де органикалық лигандтың құрамында электрондонордың рөлін атқаратын бөлшек болса, онда қосылыс координациялық байланыс арқылы түзіледі. Ішкі кешенді қосылыстардың құрамына және байланыс табиғатына байланысты оларды 2 түрге жікейді:

а) электролит емес  ішкі кешенді қосылыстар, яғни сыртқы сферасы жоқ кешендер. Мысал ретінде аминосірке қышқылының Cu-мен кешенін қарастыруға болады.    

б) ішкі кешенді қосылыстар – электролиттер, бұлар α-органикалық қышқылдармен анионы (лимон, шарап, қымыздық, салицилат) қышқылдарының қосылыстары. Сыртқы сферада H, K, Na, яғни оң зарядталған иондар болады.

Сонымен реакция жүру жағдайын өзгерте отырып,  әрекеттесуші компоненттің концентрациясын, ерітінді рН, температурасын, тұнба түзілу және еріту жағдайларын өзгертіп, ион алмасу, сорбция процестерін пайдаланып, әрбір элементтің органикалық реагентпен анықтауға жағдай туғызуға болады.

 

 

Аналитикалық химияда жиі пайдаланылатын органикалық реагенттер

1) Дифенилтиокарбазон  C6H5NHNHCSN:NC6H5 (дитизон). Дитизон көптеген катиондарға (мырыш, қорғасын, күміс) сезгіш реагент болып табылады.

Ертіндінің рН өзгерту және кейбір катиондарды бүркеу арқылы бұл реагентті ерекше (спецификалық) реагент ретінде пайдалануға болады. Дитизон суда нашар еритін, ал органикалық еріткіштерде жақсы еритін ішкі кешенді қосылыстар түзеді.

2) Диметилглиоксим (Чугаев реактиві) ақ түсті ұнтақ, суда ерімейді, бірақ этанолда жақсы ериді. Екі зарядталған металл катионымен реагенттің екі молекуласы әрекеттеседі. Көбіне никельді анықтауға қолданады.

3) α-нитрозо-β-нафтол С10H5NOOH (Ильинский реактиві). Реактив кобальт катионымен суда нашар еритін қызыл-қыш түсті тұнба түзеді. Кобальт ионы –ОН тобынан сутек ығыстырып шығарады, сонымен қатар –NО тобымен координациялық байланыс түзеді.

4) Магнезон І (пара-нитробензол  азорезорцин) немесе магнезон ІІ (пара-нитробензолазо-α-нафтол):

Сілтілік ортада магний гидрооксиді бұл бояғыштарды адсорбциялап қызыл немесе қызыл-күлгін түсті тұнба түзеді

5) 1,2 диоксиантрахинон (ализарин) қызыл түсті ұнтақ, органикалық еріткіштерде (этанол) ериді, суда ерімейді. Алюминий катионымен аммиак ерітіндісінде ашық қызыл түсті қосылыс (алюминий лагын) түзеді.

6) Купферон, ақ ұнтақ суда  және этанолда жақсы ериді. рН-тың  түрлі мәнінде темір, мыс, қалайы  т.б. катиондарды тұнбаға түсіруге  мүмкіндің береді.

7) 2,2 дипиридил немесе  о-фенантролин ақ ұнтақ, органикалық  еріткіштерде ериді, қышқыл ортада  темір(ІІІ) катиондарымен қызыл түсті ішкі кешенді тұз түзеді.

8) Салицил және сульфосалицил  қышқылдары ақ түсті ұнтақ, суда  және органикалық еріткіштерде  ериді. Темір, алюминий катиондарымен  суда еритін ішкі кешенді қосылыстар  түзеді. Түзілген ішкі кешендері  су ерітінділерінде жақсы ионданады.

 

 

                                      Қорытынды

   Сонымен, қорытып  айтқанда, ертіндінің рН-ын өзгерте  отырып реакцияның талғағыштығын, сезгіштігін арттыруға болады. Органикалық  реагенттермен жүретін реакциялардың  сезгіштігі 0,05мкг/мл.

   Органикалық қосылыстардың  құрамындағы хромоформды және  ауксохромды топтарды енгізіп, оладың  түсін өзгертуге болады. Қазіргі  кезде органикалық қосылыстарды  сапалық және сандық талдауда  кеңінен пайдаланады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Патсаев Ә.Қ. , Шыназбекова Ш.С. «Аналитикалық химия». Шымкент, 2007.
2. Құлжанов Қ.С. «Аналитикалық химия». Алматы, Білім, 1994.
3. Өтелбаев Б.Т. «Химия», Шымкент, 2000.
4. Матакова Р.Н., Наурызбаев М.Қ. «Аналитикалық химияның теориялық негіздері». Алматы, 2006