Спектрофотометрическое определение скандия(III) в вулканогенной породе с помощью бис- (2,3,4-триоксифенилазо) бензидина и алифатических аминов

Спектрофотометрическим методом исследовано комплексообразование скандия (III) с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином в отсутствие и в присутствии алифатических аминов. Установлены оптимальные условия их образования, рассчитаны спектрофотометрические характеристики. Вычислены константы устойчивости комплексов. Изучение влияния посторонних ионов на комплексообразование показало, что определение скандия(III) с бис(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидином в присутствии гидроксиламина и этилендиамина высоко избирательно. Разработанную методику применяли для фотометрического определения содержания скандия в вулканогенной горной породе из Лачинского района Азербайджанской Республики.

В литературе для фотометрического определения скандия описано сравнительно много реагентов. Среди них сульфофенилазохромотроповая кислота, кислотный однохромбордо С, понтациловый фиолетовый 4ВSN, стильбазохимду, о-бромпирокатехин азосульфаниловая кислота, магнезон ИРЕА, азофосфон, 1,5-Бис-(2-гидрофенил)-3-цианоформазан и другие реагенты&#;&#;&#;. Но контрастность, чувствительность, избирательность определения для большинства реагентов не вполне удовлетворительны. Однако поиск новых реакций и разработка на их основе новых фотометрических методов определения скандия расширяет аналитическую химию скандия и облегчает выбор наилучшего из них в каждом конкретном случае. Азосоединения составляют одну из наиболее многочисленных групп органических реагентов, которые дают цветные реакции со скандием и успешно используются в аналитической химии этого элемента. Исходя из этого, целью настоящей работы было изучение взаимодействия ионов скандия с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином. Представляло интерес исследование этой новой реакции, а также установление аналитической ценности бензидина как реагента на скандий&#;2-9&#;. А также наши исследования показали, что скандий с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином в присутствии этилендиамина и гидроксиламина образуют соединения, аналитически более интересные, то есть более чувствительные и избирательные, чем двухкомпонентные комплексы.

Экспериментальная часть

Реагент синтезирован по методике [2], его состав и строение установлены методами элементного анализа и ИК-спектроскопии.

Результаты и их обсуждение

Изучение зависимости комплексообразования от рН показало, что выход двухкомпонентного комплекса максимален при рН 3 (λ_мах=466 нм), а реагент имеет максимум светопоглощения при λ_мах=353 нм.

Таблица 1

Основные спектрофотометрические характеристики реакций скандия(III) с органическими реактивами

Установлено, что в присутствии ЭД и ГА образуются разнолигандные комплексы скандия (λ=473 и 477 нм), они имеют максимумы поглощения, которые сдвигаются батохромно по отношению к максимуму поглощения реагента (рис.1).

Рис.1.Спектры поглощения раствора реагента и его комплексов с скандием (III) в присутствии и в отсутствие ГА и ЭД при оптимальном значении рН соответствующих систем.

1.-Бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидин (R) 2.-Sc-R 3.-Sс-R-ЭД ; 4- Sс-R-ГА

Кроме того, происходит сдвиг оптимального рН в более кислую область: от рН 3 (двойное соединение) к рН 2 (тройное соединение) (рис.2).

Рис.2. Зависимость оптической плотности растворов комплекса cкандия(Ш) от рН в присутствии и отсутствие ГА и ЭД при λ_опт на фоне холостого опыта.

1.-R-бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидин 2.-Sc-R 3.-Sc-R-ГА 4.-Sc-R-ЭД

Изучение влияния посторонних ионов и маскирующих веществ на фотометрическое определение скандия(III) в виде бинарного и разнолигандных комплексов показало, что в присутствии ГА и ЭД значительно увеличивается избирательность реакции. Установлено, что разработанная методика определения скандия(III) с бис-(2,3,4-триоксифенилазо)бензидином в присутствии этих алифатических аминов обладает высокой избирательностью. Вычислены константы устойчивос ти бинарного и смешанолигандных комплексов скандия(III). Для расчета константы устойчивости комплекса ScR использовали метод пересечения кривых. Согласно расчетам ℓqК₁=4,28&#;0,09 (ScR) для комплексов ScR-ГА и Sc-R-ЭД рассчитывали ℓqК₁=5,25&#;0,04 и ℓqК₁=5,67±0,03 (n=4;p=0,95)

Методика фотометрического определения скандия(III) в вулканогенной породе Лачинского района

Для анализа взяли три разных образца вулканогенной породы Малого Кавказа, Лачинского района Азербайджанской Республики. Содержание скандия(III) в образцах определяли фотометрическим методом. 5 г образца в чашке из стеклоуглерода растворяют в смеси 20 мл HF+15 мл HCl+5 мл HNO_3. Полученную пасту обрабатывают 4-5 мл HNO₃ при 60-70&#; С до полной отгонки HF. Полученный осадок растворяют в воде, фильтруют в колбе емкотью 50 мл и разбавляют водой до метки. При определении скандия(III) фотометрическим методом аликвотную часть полученного раствора помещают в колбу емкостью 25 мл, добавляют 2 мл 1·10^-3 М раствора R, 1 мл1·10^-3 М раствора ЭД и разбавляют до метки раствором pH 2. Оптическую плотность растворов измеряют при 440 нм в кювете толщиной 1 см на КФК-2 относительно раствора контрольного опыта. Методом добавок установлено точность определения.

Таблица 2

Результаты определения скандия (III) в образцах вулканогенной породы

Литература:

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

2. Алиева Т.И. «Исследование и аналитическое применение однороднолигандных и разнолигандных комплексов скандия(III) с азопроизводными пирогаллола» //Дисс. канд.хим.наук. М.: Баку, 2008, 23 с.

3. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М. Спектрофотометрическое определение скандия(III) с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидином и дифенилгуанидином // Азербайджанский химический журнал, №1, 2006, с.116-120

4. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М. Новая методика фотометрического определения скандия (III) в прикаспийской светло-каштановой почве с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином в присутствии диантипирилметана и его гомологов // Известия вузов. Химия и химическая технология, 2008, т.51, вып 10, с.67-70

5. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М., Ибадов И.Г. Новая методика фотометрического определения скандия(Ш) с бис–(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидином в при сутствии фенантролина// Молодой ученый, 2010, №3, с.59-61

6. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М. Спектрофотометрическое определение скан дия(Ш) с бис–(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидином и трифенилгуанидином в виде разнолигандного комплекса //Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, №2, 2010, с.197-200

7. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М Исследование разнолигандных комплексов скандия(III) с бис-(2,3,4-тригидроксифенилазо) бензидином // «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» V Региональная конференция молодых ученых, Иваново, 2010, с.48

8. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М Комплексобразование скандия с бис(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином в присутствии папаверина, дибазола и уротропина. //ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ (с международным участием) «УСПЕХИ СИНТЕЗА И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ», Москва, 2011, с.273-274

9. Гаджиева С.Р., Алиева Т.И., Чырагов Ф.М Комплексообразование скандия с бис(2,3,4-тригидроксифенилазо)бензидином в присутствии &#;,&#;^&#;-дипиридила //«Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» V I Региональная конференция молодых ученых, Иваново, 2011, с.8