Фотометрическая реакция

Очень часто спектрофотометрическому определению предшествует проведение химической реакции, сопровождающейся образованием или (реже) разрушением окрашенного вещества. Такая реакция называется фотометрической (цветной). К фотометрическим реакциям прибегают в случаях, если:

1. определяемый компонент не окрашен или интенсивность его светопоглощения мала;

2. полосы поглощения определяемого и посторонних компонентов перекрываются;

3. определяемый компонент присутствует в виде множества различных химических форм.

Почти всегда фотометрические реакции проводят при спектрофотометрическом определении элементов, в первую очередь металлов. В этом случае продуктом реакции обычно является комплексное соединение определяемого элемента с неорганическим или, значительно чаще, органическим лигандом. При определении органических веществ обычно прибегают к реакциям синтеза окрашенных соединений (азосоединения, полиметиновые и хинониминовые красители и т.д.). Как и любые другие реакции, применяемые в аналитической химии, фотометрические реакции, несмотря на различие в их химизме, должны протекать (требования к фотометрическим реакциям):

1. в результате реакции должно образовываться вещество, поглощающее свет в УФ или видимой области спектра;

2. быстро;

3. количественно;

4. избирательно;

5. поглощение продуктов фотометрической реакции должно быть хорошо воспроизводимым;

6. поглощение продуктов фотометрической реакции должно быть постоянным во времени;

7. важно, чтобы закон Б-Л-Б выполнялся в широком интервале концентраций определяемого вещества;

8. если фотометрический реагент окрашен, то реакция должна обладать высокой контрастностью, т.е. спектры поглощения реагента и продукта реакции должны как можно меньше перекрываться;

9. образующееся комплексное соединение должно быть прочным;

10. значение ε должно быть достаточно большим, т.е. реакция должна быть чувствительной.

Определение веществ при помощи фотометрических реакций может быть прямым и косвенным. Прямое спектрофотометрическое определение осуществляется путем перевода определяемого вещества в окрашенное соединение и последующего измерения его светопоглощения. Например, определение Fe(III) cульфосалицилатным методом или Mn(II) персульфатным методом.

определяемое в-во окрашенное соединение

Для косвенного определения используют вспомогательные окрашенные вещества, которые при взаимодействии с определяемым веществом либо разрушаются (в этом случае содержание определяемого вещества находят по уменьшению поглощения вспомогательного вещества), например, определение фторидов с помощью ализарината алюминия (окрашенное соединение) с получением бесцветного продукта реакции.

Либо образуют новые окрашенные соединения:

Как мы видим, в косвенных методах окрашенная форма не содержит определяемого вещества.

Фотометрические реакции проводят в условиях, обеспечивающих полноту превращения определяемого вещества. Важнейшими из них являются: pH раствора, концентрация реагентов, время реакции и температура.

При выборе фотометрической реакции большое (основное) внимание уделяют таким характеристикам, как чувствительность и селективность определения. Измеряемые растворы должны быть истинными во всем диапазоне измеряемых концентраций. Малорастворимые соединения часто удается экстрагировать органическими растворителями. Метод, основанный на экстракции окрашенного соединения и измерении поглощения экстракта, называемый экстракционно-фотометрическим, получил широкое распространение. Его часто применяют при анализе сложных смесей, когда необходимо определять малые количества одних веществ в присутствии больших количеств других. Например, при определении примесей в веществах высокой степени чистоты. В ряде случаев применение экстракции позволяет снизить величину предела обнаружения (т.е. повысить чувствительность), а также повысить селективность определения.

Дата добавления: 2014-01-07