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多元醇、羟基羧酸及羧酸类化合物


实验室k / 2018-08-02

    多元醇、羟基我酸及某些羧酸,是以氧原子为给子体的一类络合剂,常常与典型的能与氧键合而形成稳定化合物的金属离子作用,生成不同稳定性的络合物,因此可作为这一类金属离子的掩蔽剂与氧键合能力较大的金属离子主要有Al、Be、Mg、Ca、sr、Ba、Ga、In、Tl、Zr、Th、Ge、Sn、V(Ⅳ、Ⅴ)、Nb、Ta、Mo、U(Ⅵ)、Fe(Ⅲ)、Co等,这类掩蔽剂常常使用在上述离子的掩蔽反应中.常用的这类掩蔽剂介绍如下.

多元醇、羟基羧酸及羧酸类化合物
    甘油
    亦称
丙三醇,无色、无臭或呈微黄色粘稠液体,比重1.266(15℃),熔点17℃,沸点290℃(分解)易吸收空气中水分っ溶于水及醇不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。
    在碱性溶液中能掩蔽第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分析组离子不呈氢氧化物沉淀析出,但其中Ag、Zn、Cd、Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)不能被掩蔽.在pH12-13时甘油能掩蔽Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)而不干扰Ca、Mg、Cu、Zn、Cd、Co、Ni、Pb等离子的络合滴定。

    乳酸
    也称α-羟基丙酸,无色或黄色稍具吸湿性粘稠液体,比重1.249(15℃),熔点18℃,沸点122℃(15毫米汞柱),能与水、醇、甘油任意混和,溶于醚,不溶于氯仿。
    乳酸可作为Sn(Ⅳ)、Ti(Ⅳ)、Sb的掩蔽剂,在pH5.5时,乳酸能掩蔽Sn(Ⅳ),由于Sn(Ⅳ)、Ti(Ⅳ)与乳酸生成的络合物比其EDTA络合物稳定。因此当应用EDTA滴定Al、Bi、Cd、Cu、Fe(Ⅲ)、Ni等元素时,Sn(Ⅳ)的干扰便可用乳酸掩蔽之.同样在EDTA络合滴定中,也可用乳酸掩蔽钛(在pH5.3-5.8时,10毫升25%乳酸可掩蔽70毫克钛),此外在光度法中也可用乳酸掩蔽钛和锡(Ⅳ)。
    柠檬酸
    柠模酸又称枸橼酸或2-羟基丙三酸,无色半透明晶体或白色品粒或粉末,在潮湿空气中微有潮解性,比重1.665,熔点153℃(无结晶水),易溶于水,难溶于有机溶剂中.
    柠檬酸是分析工作中广泛应用的掩蔽剂之一.在较大的酸度范围内,都可与许多金属离子分级反应形成络合物,可以在pH很高的溶液中防止金属离子水解沉淀,例如防止Al、Be(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Ti(Ⅳ)和Zr(Ⅳ)在pH12以上发生水解.在pH值很低时,亦具有很强的络合作用,广泛地应用于分光光度法及重量分析之中.在络合滴定中也是常用的掩蔽剂,pH6.5-7.5时,柠檬酸可掩蔽铋、铬、铁(Ⅲ)、钼(Ⅵ)、铌、锑、锡、钽、钍、钛、铀(Ⅵ)、钨、锆,而不干扰镉、铜、汞、铅、锌的EDTA络合滴定。
    酒石酸
   
酒石酸亦称二羟基丁二酸、二羟琥珀酸、右旋葡萄酸等,无色结晶或白色颗粒或粉末,比重1.76,熔点168-170℃,易溶于水,溶手醇,不溶于苯、氯仿。
    与柠檬酸一样,酒石酸也是常用的掩蔽剂之一.酒石酸的性质和柠檬酸相似,但两者的应用范围有所不同,在酸性介质中,柠檬酸的掩蔽作用大于酒石酸。在碱性介质中则相反.一般来说,对于所有酒石酸盐络合物来说,当介质酸度降低,即溶液从酸性转变为碱性时,其络合物的稳定性提高。如应用酒石酸掩蔽Fe(Ⅲ)时。只有当介质pH>2时才是有效的.同时,掩蔽Sn(Ⅳ)和Bi时,pH必须大于2.3及5オ有效,在酸性溶液中,酒石酸可掩蔽Cr(Ⅲ)、Nb、Sb、Sn(Ⅳ)、Ti、W、Zr而不再干扰Bi、Cd、Cu、Fe(Ⅲ)、Ga、In、Mn(Ⅱ)、Ni、Pb、Zn、Zr的络合滴定.在碱性溶液中,酒石酸盐可掩蔽Al、Bi、Cr、Fe(Ⅲ)、Mo(Ⅵ)、Sb、Sn、Ti、Zr等离子。
    苹果酸
    也称
羟基丁二酸,无色针状结晶,易潮解,比重1.60,熔点99-100℃,易溶于水,溶于醇和醚。
    苹果酸作为掩蔽剂的应用范围远不及柠檬酸和酒石酸那么广泛,其金属络合物的稳定性也要差些。然而它是铜的有效掩蔽剂之一,在任何pH值下铜都不水解沉淀析出,而对Sn(Ⅳ)、Zr(Ⅳ)、Fe(Ⅲ)、Th(Ⅳ)、Co、Ni、V(Ⅳ)在pH11以上オ开始水解沉淀。Cr(Ⅲ)、Be在pH10以上オ呈氢氧化物沉淀析出.

    抗坏血酸
   
抗坏血酸即维生素C,白色结晶,纯品干燥时在空气中稳定,不纯或暴露空气或光照下即氧化。比重1.65,熔点190-192℃,溶于水、醇,不溶于醚、苯、氯仿中。
    抗坏血酸具有强烈的还原性质,但它的水溶液比大多数其他强还原剂稳定.抗坏血酸也具有络合性质.它的掩蔽作用主要是它的还原作用和络合作用。
    抗坏血酸对氢电极的标准电位为0.5伏,在pH3.5-4.0时,它能将Ce(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅶ)、Mo(Ⅵ)、Tl(Ⅲ)、V(Ⅴ)还原为Ce(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅰ)、Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Mo(Ⅴ)、Tl(Ⅰ)、V(Ⅳ),将Ag(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)和Se(Ⅱ)还原为元素状态,在络合滴定和光度分析中常利用抗坏血酸的还原性消除干扰因素的影响。
    此外,抗环血酸也能与Cu、Cr、F(Ⅲ)等一些离子形成稳定的络合物,而用作为络合掩蔽剂.抗坏血酸与Cu的络合物比与EDTA的络合物稳定,在EDTA滴定锌时可用抗坏血酸掩蔽铜.在微酸性溶液中,当过量的抗坏血酸和铬共同煮沸时,形成绿色络合物,可用于EDTA滴定Ca、Mg和Ni时掩蔽铬.在弱酸性介质中抗坏血酸可与钛(Ⅳ)形成黄色络合物,在有Fe(Ⅲ)存在时,将氧化抗坏血酸成为去氢抗坏血酸,后者与钛形成更稳定的无色络合物。
    醋酸
    醋酸为乙酸的俗名,无色透明、具有刺激性臭味的液体.醋酸作为掩蔽剂的价值是很有限的但它可掩蔽颇大量的铅使其不以碗酸铅的形式沉淀,它也能掩蔽Cr(Ⅲ)和Th(醋酸大量过量时)与EDTA的作用。
    草酸
    即
乙二酸,无色透明结晶或白色粉末。二水物熔点101.5℃,无水物熔点187℃,溶于水、乙醇中,不溶于苯、氯仿及石油醚.
    许多金属离子的草酸盐不溶于水,从而限制了草酸作为掩蔽剂的使用.但是在稀碱性溶液中,对Al、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)、Sn(Ⅳ)、Th(Ⅳ)和VO2+是强于柠檬酸的掩蔽剂。在光度分析中应用PAR光度法测定铌时,草酸可作为防止铌水解沉淀析出的掩蔽剂。


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