Изучение комплексообразования скандия (III) с азореагентами в присутствии гидрофобных аминов

Азосоединения, синтезированные на основе пирогаллола, являются ценными органическими реагентами для спектрофотометрического определения некоторых элементов. Поэтому исследование разнолигандных комплексов скандия с азосоединениями, в присутствии гидрофобных аминов и разработка новых методик спектрофотометрического определения его микроколичеств в природных объектах представляет несомненный теоретический и практический интерес в аналитической химии.

Исследование разнолигандных комплексных соединений и разработка фотометричесикх методик на основе этих соединений дает возможность ответить на целый ряд вопросов экологической химии скандия. Среди разнолигандных комплексов особое место занимают комплексы, образованные ионами металла с гидрофобными аминами.

Как указано выше, из апробированных гидрофобных аминов только 1,10-фенантролин, дифенилгуанидин, трифенилгуанидин сильно влияют на комплексообразование скандия(III) c использованными реагентами 2,2^/,3,4-тетраокси-3^/-сульфо-5^/-нитроазобензолом и 2,2^/,3,4-тетраокси-3^/-сульфо-5^/-хлоразобензолом (R₁-R₂) и при их участии образуются следующие разнолигандные комплексы: Sc(III)-R₁-Фен, Sc(III)-R₁-ДФГ, Sc(III)-R₁-ТФГ, Sc(III)-R₂-ТФГ и Sc(III)-R₂- ДФГ [1–2].

Для установления оптимальных условий комплексообразования были изучены спектры светопоглощения комплексов в интервале рН 0–10, в области длин волн λ=300–700 нм.

С образованием разнолигандных комплексов в спектрах поглощения наблюдается батохромный сдвиг по сравнению с соответствующими реагентами и бинарными комплексами. Изучение зависимости комплексообразования от рН среды показало, что разнолигандные комплексы скандия(III) в присутствии гидрофобных аминов также образуются в кислой среде (рН 0–7).

Рис. 1. Влияние рН на светопоглощение комплексов скандия(III) c R₁ вприсутствии и в отсутствие ТФГ на фоне контрольного опыта. 1. Sc(III)-R₁, 2. Sc(III)-R₁-ТФГ, С_Sc=4×10^–5M, С_R=1,2×10^–4M, C_ТФГ.= 1,6×10^–4M, КФК-2, l=1 см. l=490 нм.

С образованием разнолигандных комплексов максимальный выход сдвигается в более кислую среду. Оптимальные значения рН комплексообразования для комплексов Sc(III)-R₁-Фен, Sc(III)-R₁-ДФГ, Sc(III)-R₁-ТФГ, — рН 1,0 (0,1 М HCl), Sc(III)-R₂-ТФГ и Sc(III)-R₂- ДФГ рН 2.

Окраска реагентов и всех разнолигандных комплексов скандия(III) зависит от кислотности среды, поэтому изучение спектров поглощения комплексов проводилось на фоне «контрольного опыта» (реагент+гидрофобный амин), приготовленного в аналогичных условиях. Установлено, что максимальный выход всех разнолигандных комплексов наблюдается при длине волны 490 нм.

Рис. 2. Влияние рН на светопоглощение комплексов скандия(III) c R₂ вприсутствии ДФГ и ФЕН на фоне контрольного опыта. 1. Sc(III)-R₁-ФЕН, 2. Sc(III)-R₁-ДФГ, С_Sc=4×10^–5M, С_R=1,2×10^–4M, C_ДФГ.= 1,6×10^–4M, КФК-2, l=1 см. l=490 нм.

Изучение зависимости оптической плотности от времени и температуры показало, что все разнолигандные комплексы скандия(III) образуются сразу после смешивания растворов компонентов и отличаются устойчивостью.

Спектрофотометрические характеристики бинарных и разнолигандных комплексов скандия(III) с реагентами R₁-R₂, образующихся в присутствии гидрофобных аминов, рассчитанные при оптимальных условиях комплексообразования, в виде сравнения, приведены в табл.1

Таблица 1

Некоторые спектрофотометрические характеристики комплексов скандия(III) среагентами R₁-R₂ в присутствии гидрофобных аминов

Как видно, образование разнолигандных комплексов скандия(III) с реагентами R₁-R₂ в присутствии гидрофобных аминов сопровождается повышением чувствительности, т. е. молярного коэффициента светопоглощения, которые можно применить для определения микроколичеств скандия(III) в сложных объектах.

Литература:

1.              Комиссарова Л. Н. Неорганическая и аналитическая химия скандия. М.:Эдиториал УРСС, 2001, с.510.

2.              Гамбаров Д. Г. Дис…докт.хим.наук. М.: МГУ, 1984, с.38