Quality_Analis_Ukr

2.Як можна усунути сульфід-іони при відкритті аніонів другої аналітичної групи?

3.Чи можна ідентифікувати нітрат-іони у суміші з нітрит-іонами?

4.Як можна ідентифікувати йодид- та тіосульфат-іони у суміші?

5.Як проводиться відкриття аніонів летких кислот?

6.Якими реакціями можна ідентифікувати сульфат-, сульфіт-, тіосульфат-іони в суміші?

7.Які аніони проявляють властивості відновників та окисників? Умови проведення цих реакцій.

8.Які реакції використовуються для виявлення аніонів органічних кислот? Особливості умов їх проведення.

9.Як можна виявити у суміші ацетат- та тіоціанат-іони?

10.Чим викликана необхідність проведення систематичного аналізу сумішей Cl–, Br–, I–; NO3–, NO2–; S2–, SO32–, SO42–, S2O32–?

11.Які кислоти та солі використовуються у медицині і фармації?

12.Запропонувати схеми аналізу розчинів, що містять суміші:

AsO4–3, NO2–, NO3–, B4O7–2;

S2O3–2, SO3–2, F–, Br–, CH3COO–;

SO4–2, Cl–, I–, NO3–.

Тема № 12

ВИПРОБОВУВАННЯ НА ЧИСТОТУ ТА ДОПУСТИМІ МЕЖІ ДОМІШОК

Лабораторна робота

Актуальність теми: Вміння проводити хімічний експрес-аналіз сумішей лікарських речовин, використовуючи прості методики аналізу, мінімальні кількості досліджуваних речовин та реактивів із мінімальними затратами часу є обов’язковим елементом для вивчення курсів фармацевтичного, фітохімічного, хіміко-токсикологічного аналізу, для комплексної підготовки хіміка-аналітика.

Мета: Базуючись на хіміко-аналітичних властивостях катіонів та аніонів і, володіючи прийомами напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

–використовувати високочутливі і специфічні реакції для виявлення домішок;

–створювати необхідні умови проведення хімічних реакцій (рН, температура, каталіз);

–користуватися Державною Фармакопеєю України.

Навчальні цілі: студенти повинні вміти:

–передбачати результат хімічної реакції;

–визначати чутливість реакції;

–працювати з отруйними речовинами;

–правильно відмірювати об’єми реагуючих розчинів;

–розраховувати концентрацію реактивів;

–враховувати вплив рН, температури при створенні умов проведення реакцій;

–використовувати високоселективні і чутливі реакції при аналізі суміші речовин;

–використовувати прийоми маскування при аналізі сумішей;

–проводити проби на наявність домішок і вміти правильно їх трактувати.

Міжпредметна інтеграція: студенти повинні знати фізичні та хімічні властивості досліджуваних речовин, специфічні реакції їх виявлення, методи розділення та концентрування речовин (курс загальної та неорганічної хімії, курс аналітичної хімії, курс

91

фізичної та колоїдної хімії). Отримані при вивченні даної теми вміння і навики є базовими для вивчення фармацевтичної хімії, біологічної хімії та токсикологічної хімії.

Проби на присутність домішок. Виявлення домішок іонів.

Практично всі лікарські речовини у своєму складі містять домішки, присутність яких зумовлена:

–недостатньою чистотою вихідних продуктів, які застосовуються при синтезі субстанцій, або при вилученні біологічно-активних речовин з рослинної сировини;

–утворенням побічних продуктів у процесі синтезу;

–вилученням катіонів металів із матеріалу реакторів;

–розкладом субстанцій або біологічно активних речовин, виділених з рослинної сировини, при неправильному зберіганні або забруднені продуктами розкладу таропакувальних матеріалів.

Уфармакопейному аналізі існують два методи визначення вмісту домішок:

–порівняння зі стандартом. При цьому застосовується порівняння інтенсивності забарвлення або помутніння, які утворюються за однакових умов у розчині, що досліджується, та еталонному (стандартному) розчині.

–визначення межі відсутності забарвлення або помутніння. При цьому про наявність або відсутність домішок судять за відповідним позитивним або негативним

результатом хімічної реакції на дану домішку у розчині певної концентрації.

Для виявлення домішок використовують реакції з високою чутливістю та специфічністю.

Чутливість реакції виражається мінімальною кількістю речовини (іона), яка може бути визначена за допомогою цього реагенту за певних умов проведення реакції.

Специфічними є реакції, які дозволяють знаходити малі кількості речовини в присутності інших сполук. Специфічність здебільшого залежить від вибору реагенту та оптимальних умов проведення реакції.

Для визначення допустимої межі вмісту домішок застосовують еталонні розчини з точно відомою концентрацією іона, що визначається.

Розчини для дослідження готують за методиками, зазначеними у відповідних монографіях. Вміст лікарської речовини у цих розчинах розраховують так, щоб за наявності у них гранично можливої кількості домішки її масова частка у досліджуваному та еталонному розчинах була однаковою, завдяки цьому якісні дослідження мають кількісне значення.

Методики для визначення домішок іонів, які найчастіше зустрічаються у лікарських речовинах, як правило, наводять у загальній фармакопейній статті 2.4. „Випробування на граничний вміст домішок”. У цій же статті наводять методики приготування еталонних розчинів та їх концентрацію.

При визначенні чистоти лікарських речовин треба дотримуватись таких загальних

вимог:

–вода та реактиви мають бути вільними від іонів, на вміст яких проводять дослідження;

–пробірки, в яких проводять дослідження, повинні бути безбарвними та однакового діаметру;

–наважки для виготовлення еталонних розчинів відважують з точністю до 0,001 г.

–еталонні розчини (друге або третє розведення, наприклад Б і В) готують безпосередньо перед застосуванням.

–спостереження каламуті або опалесценції розчинів проводять на світлі, що проходить через розчин, на темному фоні, а забарвлення – при денному відбитому світлі на матово-білому фоні;

92

–додавання реактивів до досліджуваного та еталонного розчинів мають проводитись одночасно і в однакових кількостях;

–у випадку, коли у відповідній фармакопейній статті, або монографії, вказано, що у цій концентрації розчину не повинна визначатись та чи інша домішка, діють таким чином. До 10 мл розчину, що досліджується, додають усі реактиви, крім основного. Потім розчин розливають у дві пробірки. До однієї з них додають основний реактив і обидва розчини порівнюють між собою. Між ними не повинно бути помітної різниці.

Державна Фармакопея України у розділі 2.4. „Випробування на граничний вміст домішок” наводить методики визначення як домішок солей амонію, арсену, кальцію, хлоридів, флуоридів, магнію, магнію та лужноземельних металів, важких металів, цинку, феруму, плюмбуму у цукрі, фосфатів, калію, сульфатів, сульфатної золи, нікелю у поліолах, загальної золи, алюмінію, вільного формальдегіду. Окрім того, представлено методики визначення лужних домішок, антиоксидантів, сторонніх олій, стеринів, нікелю у жирних оліях, а також залишкових кількостей етиленоксиду і

діоксану, N,N-диметиланіліну, 2-етилгексанової кислоти.

Нижче наведено методики випробування на граничний вміст домішок солей амонію, хлоридів, сульфатів, загальної золи, цинку за вимогами Державної Фармакопеї України (ДФУ). Всі розчини та реактиви, які використовуються у даних методиках, готують відповідно до вимог ДФУ.

Амонію солі (метод А). Метод А застосовують, якщо нема інших зазначень у окремій статті. Кількість випробовуваної речовини, зазначену у окремій статті, поміщають у пробірку, розчиняють у 14 мл води, якщо необхідно, підлужнюють розчином натрію гідроксиду розведеним і доводять об’єм розчину водою до 15 мл. Додають 0,3 мл розчину калію тетрайодмеркурату лужного (реактиву Неслера).

Як еталон використовують розчин, одержаний додаванням до 10 мл еталонного розчину амонію (1 ppm* NH4+) 5 мл води і 0,3 мл розчину калію тетрайодмеркурату лужного. Пробірки закривають.

Через 5 хв. жовте забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.

Амонію солі (метод С). Застосовують для зразків, що містять лужноземельні та важкі метали. Кількість випробовуваної речовини, зазначену у окремій статті, поміщають у пробірку, розчиняють у мінімальному об’ємі води, додають при охолодженні 2 мл розчину натрію гідроксиду розведеного і 2 мл розчину натрію карбонату. Розчини доводять водою до зазначеної в окремій статті концентрації, збовтують і фільтрують. 10 мл одержаного фільтрату поміщають у пробірку, доводять об’єм розчину водою до 15 мл і додають 0,3 мл розчину калію тетрайодмеркурату лужного.

Як еталон використовують розчин, одержаний додаванням до 10 мл еталонного розчину амонію (1 ppm* NH4+) 5 мл води і 0,3 мл розчину калію тетрайодмеркурату лужного. Пробірки закривають.

Через 5 хв. жовте забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталона.

Кальцій. При приготуванні всіх розчинів, застосовуваних у даному випробуванні, має використовуватись вода дистильована. До 0,2 мл еталонного розчину кальцію спиртового (100 ppm* Ca) додають 1 мл розчину амонію оксалату. Через 1 хв. додають суміш 1 мл кислоти оцтової розведеної і 15 мл розчину, що містить зазначену у окремій статті кількість випробовуваної речовини, і струшують.

Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи суміш 1 мл кислоти оцтової розведеної, 10 мл еталонного розчину кальцію водного (10 ppm* Ca) і 5 мл води дистильованої.

Через 15 хв. опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталону.

93

Цинк. До 10,0 мл розчину випробовуваної речовини, приготованого, як зазначено у окремій фармакопейній статті, додають 2,0 мл розчину кислоти хлоридної і 0,2 мл розчину калію фероціаніду. Паралельно готують еталон з використанням замість випробовуваного розчину 10 мл еталонного розчину цинк-іона (5 ppm* Zn), який готують шляхом розведення водою у 1000 разів еталонного розчину цинку (5 мг/мл Zn).

Через 10 хв. опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталона.

Примітка. У разі появи у випробовуваному розчині синього забарвлення, що заважає нефелометричному порівнянню, треба заздалегідь відділити ферум. Для цього до розчину випробовуваної речовини, нагрітої до кипіння, додають розчин аміаку розведений до появи виразного запаху і суміш фільтрують. Об’єм фільтрату доводять водою до необхідної концентрації і використовують для випробовування на цинк за описаною вище методикою.

Важкі метали (метод А). До 12 мл водного розчину, зазначеного у окремій статті, додають 2 мл буферного розчину pH 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.

Паралельно за тих самих умов готують еталон, використовуючи замість 12 мл випробовуваного розчину суміш 10 мл еталонного розчину плюмбуму (1 ppm* або 2 ppm* Pb), як зазначено у окремій статті, і 2 мл випробовуваного розчину.

Готують холостий розчин, використовуючи суміш 10 мл води і 2 мл випробовуваного розчину. Порівняно з холостим розчином еталон повинен мати світло-коричневе забарвлення.

Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.

Хлориди (Cl–): До 15 мл розчину, зазначеного у окремій фармакопейній статті, додають 1 мл кислоти азотної розведеної і виливають суміш за один раз у пробірку, що містить 1 мл 0,1 М розчину аргентуму нітрату. Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість 15 мл випробовуваного розчину 10 мл еталонного розчину хлориду (5 ppm* Cl) і 5 мл води. Пробірку поміщають у захищене від світла місце. Через 5 хв. пробірки переглядають на чорному фоні горизонтально (перпендикулярно до осі пробірок). Опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталону.

Сульфати (SO4-2): До 1,5 мл еталонного розчину сульфату (10 ppm* SO4) додають 1 мл розчину 250 г/л барію хлориду. Струшують і залишають на 1 хв., потім додають 15 мл випробовуваного розчину, приготованого як зазначено в окремій фармакопейній статті, і 0,5 мл кислоти оцтової розведеної. Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість випробовуваного розчину 15 мл еталонного розчину сульфату (10 ppm* SO4). Через 5 хв. опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталону.

Загальна зола. Фарфоровий, кварцовий або платиновий тигель нагрівають на червоному жару протягом 30 хв., охолоджують в ексикаторі і зважують. Якщо немає інших зазначень в окремій фармакопейній статті, 1.00 г випробовуваної речовини або подрібненої на порошок лікарської рослинної сировини поміщають у тигель і рівномірно розподіляють по дну тигля. Висушують при температурі від 100 °С до 105 °С протягом 1 год. і потім спалюють до постійної маси у муфельній печі при температурі (600 + 25) °С, охолоджуючи тигель у ексикаторі після кожного спалювання. Протягом усієї процедури у тиглі не повинно з’являтися полум’я. Якщо після тривалого спалювання зола все ще містить темні частки, вміст тигля кількісно переносять гарячою водою на беззольний фільтр і спалюють залишок на фільтрі разом з фільтрувальним папером. Фільтрат об’єднують із золою, обережно упарюють до сухого залишку і спалюють до постійної маси.

* ppm – одна частина на мільйон частин

94

Питання для самопідготовки студентів до заняття

1.Яку реакцію використовують для виявлення слідів важких металів.

2.Які відмінні реакції іонів: As+3 і As+5; Fe+2 і Fe+3; NO2- і NO3-; HCO3- і CO3-2 ?

3.У чому полягає особливість проведення реакцій тотожності на барію сульфат?

4.Які реакції використовуються для перевірки тотожності препаратів, що містять Fe+2, Fe+3, SO3-2, NO2-, PO4-3?

5.Які реакції використовуються для перевірки тотожності препаратів, що містять саліцилат-, тартрат-, оксалат-, бензоат-, ацетат-іони?

6.Використання реакцій маскування при встановлені чистоти лікарських препаратів. Навести приклади.

7.Навести приклади реакцій гідролізу, осадження, які використовуються при проведенні випробовувань на чистоту препаратів та встановлення допустимих меж домішок.

8.Навести приклади реакцій тотожності з використанням екстракції.

9.Дати характеристику фармакопейним реакціям, що використовуються при встановленні тотожності лікарських препаратів.

Тема № 13

ЗАСТОСУВАННЯ ЕКСТРАКЦІЇ В ЯКІСНОМУ АНАЛІЗІ ДЛЯ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ТА РОЗДІЛЕННЯ КАТІОНІВ МЕТАЛІВ

Лабораторна робота

Актуальність теми: Поряд з ідентифікацією неорганічних та органічних сполук за допомогою хімічних реакцій необхідним елементом підготовки хіміка-аналітика є визначення якісного складу за допомогою фізико-хімічних методів аналізу (хроматографії, екстракції та ін.).

Мета: На основі знань теорії екстракції навчити студентів способів розділення та ідентифікації неорганічних та органічних речовин за допомогою названого методу.

Навчальні цілі: Студенти повинні вміти використовувати метод екстракції для розділення та ідентифікації досліджуваних речовин.

Міжпредметна інтеграція: Студенти повинні знати основи теорії гетерогенних систем рідина–рідина.

Екстракція – це фізико-хімічний процес розподілу речовини між двома фазами, найчастіше між двома рідинами, які не змішуються між собою (звичайно між водою та органічним розчинником). Відповідно це і метод виділення, розділення і концентрування речовин. Відомі приклади, коли другою фазою може бути тверда речовина.

При екстракції одночасно відбуваються процеси: утворення екстрагованих сполук; розподіл екстрагованих сполук між водною та органічною фазами; реакції в органічній фазі (дисоціації, асоціації, полімеризації). Органічну фазу або сполуку (переважно в органічній фазі), яка відповідає за утворення екстрагованої сполуки, називають екстрагентом. Органічну фазу, відділену від водної фази, яка містить екстраговані речовини, називають екстрактом. Перехід речовини з органічної фази у водну називають реекстракцією.

Екстракційні методи використовуються для концентрування, виділення мікрокомпонентів і макрокомпонентів, індивідуального і групового виділення компонентів при аналізі різноманітних природних і промислових об’єктів. Метод простий і швидко виконуваний, забезпечує високу ефективність розділення і концентрування, поєднується з різними методами визначення. Екстракція дозволяє вивчати стан речовин у розчині при

95

різноманітних умовах, визначати фізико-хімічні характеристики, наприклад, константи дисоціації кислот і основ, константи стійкості комплексів.

Умови екстракції речовин.

–екстракція можлива, якщо розчинність досліджуваної сполуки в органічному розчиннику є вищою, ніж у воді; чим більша енергія сольватації і менша енергія гідратації, тим вищим є ступінь екстракції;

–щоб іони металів та інші заряджені частинки перейшли в органічну фазу, необхідно нейтралізувати заряд. Іони металів можна зв’язати у незаряджений комплекс; комплекси, які мають заряд, можна екстрагувати у вигляді іонних асоціатів;

–для того, щоб сполука була добре розчинною у органічному розчиннику, необхідно забезпечити її гідрофобність, тобто, у її структурі повинні, як правило, бути

відсутніми гідрофільні групи (–SO3H, –COOH, –OH та інші). і зовнішня органічна частина хелату повинна бути достатньо об’ємною і могла блокувати гідрофільну частину молекули;

–із збільшенням розміру молекул екстрагованої сполуки ступінь екстракції її переважно зростає, оскільки крупні молекули сильніше руйнують гідратну оболонку;

–екстракції сприяє “сольватація” молекулами екстрагента;

–при екстракції іонних асоціатів важливими є заряд і розмір іонів; екстракція погіршується зі збільшенням заряду і зменшенням розміру іонів;

–при інших рівних умовах стійкіші комплекси екстрагуються краще.

Німецькі вчені Бертло і Юнгфлеш у 1872 році довели, що відношення рівноважних

концентрацій речовини. яка розподіляється між двома різними фазами, є постійним. У 1890 році В.Нернст сформулював закон розподілу:

“Речовина, розчинна у двох незмішуваних між собою рідинах, розподіляється між ними у постійному відношенні. Це відношення в ідеальних випадках залежить тільки від температури та природи речовини, але не залежить від концентрації”.

До основних величин, які кількісно характеризують процес екстракції, відносяться коефіцієнт розподілу (D), константа розподілу (КD) і ступінь однократної екстракції (R).

Коефіцієнт розподілу (D) – це відношення сумарної аналітичної концентрації речовини у органічному розчиннику до сумарної аналітичної концентрації її у водній фазі в рівноважному стані. Форма існування речовини в тій або іншій фазі до уваги не береться. Для розрахунку коефіцієнта розподілу користуються формулою:

D = Co ,

Cb

де: D – коефіцієнт розподілу;

Со – сумарна аналітична концентрація речовини у фазі органічного розчинника, моль/л; Св – сумарна аналітична концентрація речовини у водній фазі, моль/л.

Коефіцієнт розподілу залежить від температури, тиску, від хімічної будови розчиненої речовини у обох фазах, від полярності (будови) органічного розчинника, від pH середовища, іонної сили розчину (присутності електролітів у водному розчині).

Константа розподілу (КD) представляє відношення рівноважної активної концентрації однієї і тієї ж форми речовини у фазі органічного розчинника і у водній фазі:

K D = [ A]o , [ A]b

де: KD – константа розподілу;

[Ао] – активна концентрація речовини у фазі органічного розчинника, моль/л;

96

[Ab] – активна концентрація речовини у водній фазі, моль/л.

Величина константи розподілу залежить від природи досліджуваної речовини, від характеру екстрагента, а також від температури, при якій відбувається екстракція. Константа розподілу не залежить від величини рівноважних концентрацій досліджуваної речовини і від об’ємів водної та неводної фаз.

При розрахунку константи розподілу речовини необхідно бути впевненим у тому, що досліджувана речовина у обох фазах знаходиться у однаковій формі. Однак у більшості екстракційних систем ця умова не дотримується. Переважно у водній фазі можуть відбуватись процеси дисоціації, асоціації, сольватації, гідролізу досліджуваної речовини, утворення комплексів та ін., які мають суттєвий вплив на стан досліджуваної речовини в розчині та на її активну концентрацію. Тому дуже часто для розрахунків екстракційних рівноваг у таких системах не приймають до уваги форму, у якій знаходиться досліджувана речовина у кожній фазі. а враховують тільки відношення сумарних (аналітичних) концентрацій речовини у обох фазах.

Ступінь екстракції (R) – це відношення кількості екстрагованої речовини до загальної (початкової) кількості її у водній фазі у відсотках:

Cb – концентрація речовини у водній фазі, моль/л; Vb – об’єм водної фази.

Величина ступеня однократної екстракції залежить від хімічної структури екстрагованих речовин, органічних розчинників, температури, pH розчину, присутності сильних електролітів у водній фазі.

Дуже часто на практиці приходиться розраховувати залишок речовини після проведення деякої кількості екстракції, або кількість екстракцій, необхідних для екстрагування заданої кількості речовини.

Розрахунок залишку речовини після проведення N екстракцій. Залишок речовини у першому розчиннику (воді) після проведення n екстракцій буде дорівнювати:

Vb – об’єм першого розчинника (води);

Vо – об’єм другого (органічного) розчинника ;

D – коефіцієнт розподілу.

Розрахунок кількості екстракцій, необхідних для виділення заданої кількості речовини з розчину.

97

де: n – кількість екстракцій, необхідна для екстрагування заданої кількості речовини;

Cb – початкова концентрація речовини у водному розчині, моль/л;

[ An ]b − залишкова концентрація речовини у водному розчині після проведення n екстракцій.

Виявлення катіонів, що базується на екстракції забарвлених продуктів реакції

1.Виявлення іонів хрому переведенням їх у надхромову кислоту. У центрифужну пробірку вносять 3-5 крапель розчину, який досліджують на наявність іонів хрому(ІІІ), підкислюють 10 % розчином нітратної кислоти до pH 1-2, додають 0,5 мл 3 % розчину калію перманганату і вміст пробірки нагрівають на киплячій водяній бані протягом 5 хв. Після нагрівання забарвлення рідини повинно залишатися червоно-фіолетовим. Якщо розчин обезбарвиться, то додають ще 3-5 крапель 3 % розчину калію перманганату і пробірку знову

нагрівають на киплячому водяному нагрівнику протягом 5 хв. Утворений осад МnО2 відділяють від розчину центрифугуванням. Центрифугат (надосадову рідину) добре охолоджують проточною водою і додають 8-10 крапель амілового спирту (або діетилового ефіру) і 5-10 крапель водню пероксиду. Вміст пробірки добре перемішують. У випадку присутності іонів хрому (ІІІ) в досліджуваному розчині шар органічного розчинника набуває синього забарвлення.

2.Виявлення іонів кобальту(ІІ) переведенням їх у комплексні тіоціанатні сполуки. В пробірку вносять 1-2 краплі розчину солі кобальту(ІІ), додають 2-3 краплі води і небагато (на кінчику шпателя) кристаликів калію або амонію тіоціанату або 5 крапель насиченого розчину цього реактиву. Вміст пробірки добре перемішують. При цьому може утворитися декілька комплексних сполук кобальту тіоціанату, які мають синє забарвлення. Для підвищення чутливості цієї реакції до отриманого розчину додають 1 мл суміші рівних об’ємів діетилового ефіру та ізоамілового спирту і перемішують. При наявності іонів кобальту(ІІ) шар органічного розчинника набуває інтенсивно-синього забарвлення.

3.Виявлення іонів алюмінію переведенням їх в оксихінолінат. В пробірку вносять 1-2 краплі розчину солі алюмінію, додають 5 % розчин натрію ацетату до pH 5. Потім в пробірку додають 1 мл 1 % хлороформового розчину 8-оксихіноліну. При наявності іонів алюмінію в досліджуваному розчині шар органічного розчинника забарвлюється в зелено-жовтий колір.

4.Виявлення іонів стибію(ІІІ) переведенням їх в іонний асоціат з метиловим фіолетовим. В пробірку вносять 2-3 краплі розчину солі стибію(ІІІ), додають 5-6 крапель кислоти хлоридної концентрованої, 2 краплі 5 % розчину натрію нітриту і суміш добре перемішують. Через 5 хв. додають 0,5 мл насиченого розчину сечовини і 4 краплі 0,5 % розчину метилового фіолетового в суміші води і етанолу (3:1), а потім додають 0,5 мл бензолу. При перемішуванні вмісту пробірки шар бензолу забарвлюється у фіолетовий колір.

5.Виявлення іонів меркурію(ІІ) у вигляді дитизонату. 3-5 крапель розчину солі меркурію(ІІ) вносять в пробірку, додають 2 н. розчин нітратної кислоти до pH 1 (за універсальним індикатором) і 4-5 крапель 0,001 % розчину дитизону в хлороформі або чотирихлористому вуглеці, а потім рідину добре перемішують. При наявності іонів меркурію(ІІ) в досліджуваному розчині шар органічного розчинника набуває жовтого або оранжевого забарвлення.

6.Виявлення іонів цинку у вигляді дитизонату. У пробірку вносять 3-5 крапель розчину солі цинку, pH якого доводять до 5 (за універсальним індикатором). Потім додають

98

1 мл 0,001 % розчину дитизону в хлороформі або в чотирихлористому вуглеці. Вміст пробірки перемішують. При наявності іонів цинку в досліджуваному розчині шар хлороформу набуває рожевого або червоно-фіолетового забарвлення.

Використання методу екстракції для розділення та виявлення іонів

1. Аналіз суміші катіонів феруму(ІІІ) і кобальту(ІІ). В пробірку вносять 3-4 краплі суміші розчинів солей феруму(ІІІ) і кобальту(ІІ) і додають 1 мл води. Потім додають 8 крапель насиченого розчину (або невелику кількість сухої солі) калію або амонію тіоціанату. Виникає криваво-червоне забарвлення, зумовлене утворенням феруму(III) тіоціанату. До забарвленого розчину додають декілька кристаликів амонію або натрію флуориду. При цьому криваво-червоне забарвлення розчину зникає. До цього розчину додають 5-10 крапель амілового спирту (або суміші однакових об’ємів амілового спирту і діетилового ефіру) і рідину добре перемішують. Поява синього забарвлення шару органічного розчинника вказує на наявність іонів кобальту(ІІ) в розчині.

2. Аналіз суміші катіонів кадмію, меркурію і цинку. Метод базується на використанні властивостей катіонів кадмію, меркурію і цинку при різних значеннях pH утворювати з дитизоном забарвлені сполуки (дитизонати) і на екстракції їх органічними розчинниками.

Катіони кадмію з дитизоном утворюють червоного кольору внутрішньокомплексні сполуки, які добре екстрагуються з лужного середовища хлороформом або чотирихлористим вуглецем.

Катіони меркурію з дитизоном в кислому середовищі утворюють оранжевий осад внутрікомплексної сполуки, розчинний у чотирихлористому вуглеці або хлороформі.

Катіони цинку в нейтральному, лужному або слабко кислому середовищі з дитизоном утворюють яскраво-червоного кольору дитизонати, які добре екстрагуються чотирихлористим вуглецем або хлороформом. При переведенні іонів цинку в дитизонати в присутності інших катіонів, що утворюють дитизонати, використовують маскуючий засіб – натрію тіосульфат, а при переведенні іонів кадмію в дитизонати маскування іонів, що заважають, здійснюють за допомогою натрію тартрату.

Хід аналізу. В роздільну лійку вносять 5 мл води і додають 5 крапель розчину суміші солей кадмію, меркурію і цинку. Рідину збовтують, додають 2 н. розчин кислоти азотної до pH 1-2 (за універсальним індикатором) і 1 мл 0,001 % розчину дитизону в чотирихлористому вуглеці або у хлороформі.

Вміст роздільної лійки збовтують протягом 3 хв. При цьому шар органічного розчинника, що містить меркурію(ІІ) дитизонат, набуває оранжевого забарвлення. Цей шар відділяють від водної фази.

До водної фази в роздільній лійці додають невелику кількість натрію ацетату до pH 4-5 (за універсальним індикатором), декілька кристаликів натрію тіосульфату і 1 мл 0,001 % розчину дитизону в хлороформі. Вміст роздільної лійки збовтують 3 хв. При наявності іонів цинку в досліджуваному розчині фаза органічного розчинника забарвлюється у червоний колір. Забарвлений шар хлороформу відділяють від водної фази.

До водної фази в роздільній лійці додають 2-3 краплі 20 % розчину натрію тартрату, 2- 3 краплі 30 % розчину натрію гідроксиду до pH 8-10 і 1 мл 0,001 % розчину дитизону в хлороформі. Вміст роздільної лійки збовтують 3 хв. При наявності іонів кадмію хлороформовий шар забарвлюється в червоний колір.

3. Аналіз суміші катіонів кадмію, кобальту(ІІ) і меркурію(ІІ). При дослідженні суміші кобальт виявляють за допомогою реакції з тіоціанатами, а для виявлення катіонів меркурію і кадмію їх переводять в дитизонати, які екстрагуються при різних значеннях рН.

З метою виявлення катіонів кобальту в суміші в пробірку вносять 2-3 краплі розчину досліджуваної суміші, додають 2 краплі 3 % розчину стануму(ІІ) хлориду, 2 мл насиченого

99

розчину амонію або калію тіоціанату і 3 мл ізоамілового спирту. Рідину в пробірці збовтують. При наявності іонів кобальту у розчині шар органічного розчинника набуває синього забарвлення.

Для виявлення іонів меркурію(ІІ) в суміші в роздільну лійку вносять 3-5 крапель суміші катіонів кобальту, кадмію і меркурію, 5 мл води, 2 н. розчин кислоти азотної до pH 1- 2 і 1 мл 0,001 % розчину дитизону в хлороформі. Рідину збовтують 3 хв. При наявності іонів меркурію шар органічного розчинника набуває оранжевого забарвлення. Цей шар відділяють від водної фази. Іони кобальту та кадмію залишаються в роздільній лійці у водній фазі. Водну фазу використовують для виявлення іонів кадмію. Для маскування іонів кобальту додають розчин натрію тартрату.

До водної фази в роздільній лійці додають 5 крапель 20 % розчину натрію тартрату і 6 % розчин натрію гідроксиду до pH 8-10, а потім додають 2 мл 0,001 % хлороформного розчину дитизону. Рідину збовтують на протязі 2 хв. При наявності іонів кадмію в досліджуваному розчині шар органічного розчинника забарвлюється в червоний колір.

4. Аналіз суміші катіонів купруму(ІІ), цинку(ІІ), магнію(ІІ), мангану(ІІ) і алюмінію(ІІІ). Аналіз суміші базується на розділенні та ідентифікації іонів при різних значеннях pH у вигляді внутрішньокомплексних сполук.

Виявлення та відокремлення іонів купруму(ІІ). До 2-3 крапель досліджуваного розчину

упробірці додають 2-3 краплі 2 М розчину хлоридної кислоти, 1-2 краплі розчину діетилдитіокарбамінату (ДЕДТК) і 5 крапель хлороформу. Пробірку закривають корком і збовтують 1 хв. У присутності купруму органічна фаза забарвлюється у коричнево-жовтий колір.

Якщо мідь присутня, її відділяють цією ж реакцією. Для цього до 20-30 крапель досліджуваного розчину у роздільній лійці додають 20 крапель 2 М розчину хлоридної кислоти, декілька крапель 1 % розчину ДЕДТК до припинення випадання осаду і 20-30 крапель хлороформу. Лійку закривають корком і збовтують 2-3 хв. Після розшарування фази розділяють. Водна фаза містить катіони цинку(ІІ), магнію(ІІ), мангану(ІІ) і алюмінію(ІІІ).

Виявлення мангану(ІІ). До 5 крапель водної фази, отриманої після відділення купруму. додають 2 М розчин амонію гідроксиду краплями до pH 5-6, краплю розчину ДЕДТК і 5 крапель суміші хлороформу і ацетону. Збовтують 2-3 хв. У присутності мангану(ІІ) органічна фаза забарвлюється у коричнево-фіолетовий колір.

Відокремлення цинку(ІІ) і мангану(ІІ) від магнію(ІІ) і алюмінію(ІІІ). До 20 крапель водної фази після відділення купруму(ІІ) у роздільній лійці додають 2 М розчин амонію гідроксиду краплями до pH 5-6, додають 2-3 краплі розчину ДЕДТК, 20 крапель суміші хлороформ-ацетон і збовтують 2-3 хв. Після розшарування фази розділяють, зливаючи органічну фазу у іншу роздільну лійку, а водну фазу – у колбу. Органічна фаза містить діетилдитіокарбамінати цинку(ІІ) і мангану(ІІ), водна – іони магнію(ІІ) і алюмінію(ІІІ).

Розділення цинку(ІІ) і мангану(ІІ). До органічної фази, яка містить цинк(ІІ) і манган(ІІ),

уроздільній лійці додають 5 мл 1 М розчину хлоридної кислоти для реекстракції цинку(ІІ) і збовтують 2-3 хв. Після розшарування фази розділяють. Органічна фаза забарвлена у коричнево-фіолетовий колір і містить діетилдитіокарбамінат мангану, а реекстракт – іони цинку.

Виявлення цинку(ІІ). До декількох крапель реекстракту додають 2 М розчин амонію гідроксиду до pH 5-6, додають 5 крапель чотирихлористого вуглецю і краплю розчину дитизону у чотирихлористому вуглеці. У присутності цинку органічна фаза забарвлюється у малиновий колір.

Виявлення і відокремлення алюмінію(ІІІ). У отриманій водній фазі, яка містить магній(ІІ) і алюміній(ІІІ), необхідно спочатку виявити алюміній(ІІІ). Для цього 2-3 краплі водної фази переносять у пробірку, перевіряють значення рН, яке повинно становити 5-6, додають 5-6 крапель розчину 8-оксихіноліну у хлороформі, пробірку закривають корком і збовтують 1-2 хв. У присутності алюмінію(ІІІ) в УФ-світлі спостерігають жовто-зелену

100