Вибір оптимальних умов утворення забарвлених сполук

При проведенні фотометричної реакції визначуваний компонент переводять у сполуку, яка володіє значним поглинанням. Найчастішевизначувану речовину зв’язують у комплексну сполуку з різними органічними реагентами.

Досягнення потрібної точності та відтворюваності результатів фотометричного визначення забезпечують вибором реагента й умовами проведення фотометричної реакції. При виборі реагента необхідно врахувати перш за все його селективність і чутливість визначення, яка може бути при цьому досягнута. Селективністьреагента у фотометричному методі визначається передусім можливістю знайти область спектру, в якому поглинається тільки утворена комплексна сполука. Крім того, необхідно старатись підібрати специфічні умови проведення реакції, в яких комплексну сполуку може утворювати лише визначуваний компонент.

Селективність реагентів можна оцінити за критеріями, які сформулював А.К. Бабко.

1. Якомога більша контрастність фотометричної реакції, тобто різниця довжин хвиль максимумів поглинання забарвленого комплексу і реагента. Якщо Δλ = λкомп –λреаг ≥ 100 нм, то така реакція належить до контрастних.

2. Найбільші різниця і відношення молярних коефіцієнтів поглинання комплексу і реагента Δε = εкомп − εреаг і εкомпреаг.

3. Найбільший інтервал рН, в межах якого оптична густина розчину забарвленого комплексу залишається сталою.

4. Найбільша різниця значень рН утворення забарвленого комплексу і реагента.

Важливим фактором є кислотність розчину, в якому формується забарвлений комплекс. Залежно від природи комплексу його вихід буде мало залежати від кислотності, якщо в його утворенні бере участь аніон порівняно сильної кислоти. Кислотність середовища повинна забезпечувати лише умови утримування іона металу в розчині.

Якщо комплекс утворюється за участю реагенту, який є слабкою кислотою HR, то вихід комплексу залежить від рН, оскільки концентрація активної форми реагенту R– залежить не тільки від загальної концентрації реагенту, але є також функцією рН

HR + H2O → H3O+ + R.

Комплексоутворення Fe(III) з сульфосаліциловою кислотою є доброю ілюстрацією цього: залежно від рН утворюються різні комплекси – моно-, ди- та трисульфосаліцилат.

Не менш важливими є концентраційні умови комплексоутворення. Залежно від стійкості комплексу потрібно більший чи менший надлишок реагенту. Він може бути збільшеним, якщо виникає потреба в усуненні впливу супутніх елементів. При визначенні феруму з сульфосаліциловою кислотою наявні в розчині Al(III), Zn(II), Cd(II) зв’язують надлишком кислоти у безбарвні комплекси. Якщо супутні елементи утворюють забарвлені комплекси з реагентом, то значення має співвідношення констант стійкості визначуваного та стороннього елемента. Якщо їхні концентрації співмірні, то можна довести, що помітний вплив стороннього компонента (похибка визначення в межах 1%) буде помітним за умови, що βMexR: βMeR ≥104, де MexR, MeR – комплекси досліджуваного та стороннього елемента відповідно.

Сторонні компоненти можна зв’язувати в оптично неактивні комплекси.

Заважаючий вплив аніонів Cl, F усувають випаровуванням розчину з концентрованою H2SO4; PO43– – осадженням у вигляді BiPO4 чи відокремленням за допомогою аніонного обміну. Значні труднощі спричиняють аніони органічних кислот та органічні речовини взагалі. Щоб усунути їхній вплив, використовують переважно традиційні способи “мокрого” та “сухого” окиснення. Звичайно, вдаються і до відокремлення компонентів, які заважають, їхнім осадженням, відгонкою, екстракцією, електролізом і цементацією, хроматографічними методами. Популярними виявилися так звані гібридні методи: поєднання різних відокремлень з наступним визначенням компонента.

Серед них особливе місце займають екстракційно-фотометричні методи.в яких забарвлену сполуку спочатку екстрагують, а потім в екст­ракті її визначають фотометрично. Це дає змогу поєднати визначен­ня з процесом концентрування. Вміст інгредієнта в екстракті найчас­тіше визначають способом градуйованого графіка. У цьому випадку забарвлена сполука визначуваного елемента може бути погано роз­чинна у воді, проте добре розчинна в органічних розчинниках. На­приклад, такі сполуки утворює дитизон з багатьма іонами металів. У таких випадках до водного розчину, що містить іони металу, до­дають розчин дитизону у карбон тетрахлориді (ССl4). Утворюється забарвлена комплексна сполука металу з дитизоном, яка практично повністю концентрується в шарі карбон тетрахлориду. Цей шар від­діляють від водного і фотометрують.