Комплексообразование висмута(III) с 2,2¢,3,4-тетраокси-3-сульфо-5-нитроазобензолом в присутствии КПАВ

Широкое использование висмута в современной технике, в частности, авиационной и атомной промышленности, электроламповой технике, энергетических ядерных реакторах, в производстве лаков и красок вызывает необходимость создания быстрых, избирательных и чувствительных методов определения этого элемента как в готовой продукции, так и в объектах окружающей среды.

В последнее время широко исследуются разнолигандные комплексы металлов с хромофорными органическими реагентами и модификаторами этих реагентов- поверхностно-активными веществами (ПАВ). С помощью ПАВ оказывается возможным одновременное участие в процессе взаимодействия как функционально-аналитических, так и аналитически-активных групп. Это позволяет наиболее полно вовлечь в процесс взаимодействия хромофорную систему реагентов и получить максимальные аналитические эффекты. Вследствие этого, фотометрические методы, разработанные на их основе, обладают высококонтрастностью, высокой чувствительностью и избирательностью.

В настоящей работе приводятся результаты спектрофотометрического исследования разнолигандных комплексов (РЛК) висмута с 2,2^’,3,4-тетраокси-3^'-сульфо-5^'-нитроазобензолом, а также как продолжение предыдущих исследований [1], изучены влияния цетилтриметиламмоний бромистого (ЦТМАВr) и цетилпиридиний хлористого (ЦПСl) и n-полибензолпиридиний хлористого (ПВПСl).

Реагенты и растворы. Реагент-2,2^',3,4-тетраокси-3^'-сульфо-5^'-нитроазобензол синтезирован по известной методике описанной в [2], его состав и строение установлены методами элементного анализа и ИК-спектроскопии.

Данный реагент-2,2^',3,4-тетраокси-3^'-сульфо-5^'-нитроазобензол хорошо растворим в воде. Исходный раствор висмута с концентрацией 1·10^-1 М готовили по известной методике [3]. Более разбавленные растворы готовили разбавлением исходного раствора. Использовали 1·10^-3М раствор висмута и 1·10^-3М водный раствор реагента – 2,2’,3,4-тетраокси-3’-сульфо-5’-нитроазобензола. В качестве третьего компонента использовали 1·10^-3М водно-этанольные растворы цетилтриметиламмоний бромистого (ЦТМАВr), полибензолпиридиний хлористого (ПВПСl) и цетилпиридиний хлористого (ЦПСl). Измерения проводили в двух интервалах значений рН. Растворы с рН 12 приготовили с помощью фиксанала НСl, а растворы с pH 311 с помощью аммиачно-ацетатных буферных растворов.

Изучение спектров поглощения однороднолигандного и разнолигандных комплексов висмута с 2,2^’,3,4-тетраокси-3^'-сульфо-5^'-нитроазобензолом в присутствии КПАВ показало, что образование РЛК сопровождается батохромным сдвигом по сравнению со спектром однороднолигандного комплекса. Изучение зависимости светопоглощения комплексов от рН среды показало, что максимальное образование обоих комплексов наблюдается в кислой среде (рН=1-2).

Таблица 1

Некоторые спектрофотометрические характеристики комплексов висмута(IV) с 2,2^’,3,4-тетраокси-3^'-сульфо-5^'-нитроазобензолом в присутствии КПАВ

Изучение зависимости комплексообразования от рН показало, что выход комплекса BiR максимален при рН 4 (λ_мах=470 нм), реагент имеет максимум светопоглощение при 397 нм. При введении поверхностно-активных веществ в систему BiR образуются разнолигандные комплексы, с образованием которых наблюдается батохромный сдвиг по сравнению со спектром бинарного комплекса. В присутствии цетилтриметиламмоний бромистого (ЦТМАВr) образуется трехкомпонентное соединение оптимальное при рН2, =484 нм (BiR-ЦТМАВr), а при введении цетилпиридиний хлористого (ЦПСl) и полибензолпиридиний хлористого ПВПСl образуются трехкомпонентные соединения оптимальные при рН 1, а =489 и 495 нм. Было изучено влияние рН раствора на оптическую плотность комплексов BiR, BiR-ЦПСl, BiR-ЦТМАВr, BiR-ПВПСl. При образовании разнолигандных комплексов рН комплексообразования сдвигается в более кислую среду.

Соотношение реагирующих компонентов в комплексах установлено методами относительного выхода Старика-Барбанеля, сдвига равновесия и изомолярных серий [4. Методом Астахова определены числа протонов, выделяющихся в результате комплексообразования и подтверждены указанные соотношения компонентов в комплексах [5]. Мол­ярные коэффициенты светопоглощения комплексов вычислены из кривых насыщения. Установлены интервалы концентраций, где соблюдается закон Бера. Полученные комплексы исследованы также методом кондуктометрического титрования [6]. Сравнение удельной электропроводности бинарного и смешанолигандных комплексов висмута при рН 1 и рН 2 показывает, что BiR-ЦПСl, BiR-ЦТМАВr устойчивее, чем BiR.

Изучение влияния посторонних ионов и маскирующих веществ на комплексобразования висмута в виде бинарного и разнолигандных комплексов показало, что в присутствии поверхностно-активных веществ значительно увеличивается избирательность реакции. Установлено, что разработанные методики определения висмута с реагентом в присутствии цетилтриметиламмоний бромистого и цетилпиридиний хлористого обладают высокой избирательностью. Так, определению висмута в виде разнолигандных комплексов не мешают многократные количества щелочных и щелочноземельных металлов. литература:

1. С.Р. Гаджиева, Т.И.Алиева, Ф.Г.Халилова, Ф.М.Чырагов Комплексообра зование висмута(III) с 2,2,3,4-тетраокси-3-сульфо-5-нитроазобензолом в присутствии кпав // Международная научно-практическая конференция

2. « dynamika naukowych», Badan-2011, polsa, p.81-82

3. Гамбаров Д.Г.// Новый класс фотометрических реагентов-соединений на основе пирогаллола. Автореферат дис. док. хим. наук. М.:МГУ, 1984, 38 c.

4. Лазарев А.И., Харламов И.П., Яковлев П.Я., Яковлева Е.Ф. Справочник химика-аналитика. М.: Металлургия, 1976, с 184

5. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1972. 407 с.

6. Астахов К.В. , Верникин В.Б., Зимин В.И., Зверькова А.Д. // Журн. неорг. химии. 1961. т.6, №14, с 2069

7. Худякова Т.А., Крешков А.П. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического анализа. М.: Химия, 1976, 304 с.