http://www.ebook.edu.vn
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: PHÂN LOẠI THUỐC THỬ HỮU CƠ......................................................8
I.1. SỰ BẤT HỢP LÝ CỦA CÁCH PHÂN LOẠI TRONG HOÁ HỮU CƠ..................8
I.2. PHÂN LOẠI THEO PHẢN ỨNG PHÂN TÍCH MÀ THUỐC THỬ THAM GIA ...9
I.3. PHÂN LOẠI THEO YOE.........................................................................................10
I.4. PHÂN LOẠI THEO FEIGL......................................................................................10
I.5. PHÂN LOẠI THEO WELCHER..............................................................................10
CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT VỀ LIÊN KẾT PHỐI TRÍ.................................................13
II.1. LIÊN KẾT HAI ĐIỆN TỬ........................................................................................13
II.2. NGUYÊN TỬ HỮU HIỆU .......................................................................................15
II.3. CẤU TẠO ĐIỆN TỬ CỦA NGUYÊN TỬ..............................................................16
II.4. PHƯƠNG PHÁP LIÊN KẾT HÓA TRỊ (VB).........................................................19
II.5. LÝ THUYẾT VỀ TRƯỜNG TINH THỂ.................................................................19
II.6. THUYẾT QUĨ ĐẠO PHÂN TỬ (MO).....................................................................30
II.7. HÌNH DẠNG HÌNH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT PHỐI TRÍ...............................37
II.8. CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG PHỐI TỬ...........................................................................41
II.9. CẤU TRÚC PHÂN TỬ VÀ ĐỘ TAN......................................................................41
II.10. PHỨC CHELATE (VÒNG CÀNG) .........................................................................42
II.11. SỰ ÁN NGỮ KHÔNG GIAN VÀ ĐỘ CHỌN LỌC................................................42
II.12. ĐỘ BỀN CỦA HỢP CHẤT PHỐI TRÍ....................................................................43
II.13. ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG TRONG THUỐC THỬ HỮU CƠ. .....................44
CHƯƠNG III: NHÓM CHỨC PHÂN TÍCH VÀ NHÓM HOẠT TÍNH PHÂN TÍCH ..45
III.1. NHÓM CHỨC PHÂN TÍCH ....................................................................................45
III.2. NHÓM CHỨC PHÂN TÍCH CỦA Th .....................................................................48
III.3. NHÓM HOẠT TÍNH PHÂN TÍCH..........................................................................50
CHƯƠNG IV: NHỮNG LUẬN ĐIỂM LÝ THUYẾT VỀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG GIỮA
THUỐC THỬ HỮU CƠ VÀ ION VÔ CƠ..........................................................................53
IV.1. HIỆU ỨNG TRỌNG LƯỢNG..................................................................................53
IV.2. HIỆU ỨNG MÀU .....................................................................................................54
IV.3. HIỆU ỨNG KHÔNG GIAN .....................................................................................60
IV.4. THUYẾT SONG SONG CỦA KYZHEЦOB...........................................................61
IV.5. SỰ PHÂN LY CỦA MUỐI NỘI PHỨC ..................................................................62
IV.6. LIÊN KẾT HYDRO..................................................................................................64
IV.7. TÁCH CHIẾT ĐỐI VỚI THUỐC THỬ HỮU CƠ..................................................67
IV.8. TÁCH CHIẾT CÁC CHELATE...............................................................................71
http://www.ebook.edu.vn
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CÁC HẰNG SỐ CỦA THUỐC THỬ VÀ PHỨC ............72
V.1. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐƠN PHỐI TỬ...........................................72
V.2. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ HYDROXO CỦA ION KIM LOẠI...................................77
V.3. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC.........................................................................82
CHƯƠNG VI: THUỐC THỬ PHỐI TRÍ O – O...............................................................86
VI.1. PHENYLFLUORONE..............................................................................................86
VI.2. PYROCATECHOL TÍM...........................................................................................90
VI.3. CHROMAZUROL S.................................................................................................96
VI.4. N–BENZOYL–N–PHENYL HYDROXYLAMINE VÀ NHỮNG CHẤT LIÊN
QUAN.................................................................................................................................103
VI.5. ACID CHLORANILIC VÀ NHỮNG DẪN XUẤT KIM LOẠI CỦA NÓ ...........110
VI.6. NHỮNG HỢP CHẤT POLY (MACROCYCILIC)................................................115
VI.7. CUPFERRON..........................................................................................................122
VI.8. THUỐC THỬ HỖN HỢP O,O–DONATING ........................................................127
VI.9. β-DIKETONE .........................................................................................................130
VI.10. PYROGALLOR ĐỎ VÀ BROMOPYROGALLOL ĐỎ .......................................139
CHƯƠNG VII: THUỐC THỬ O-N.................................................................................144
VII.1. THUỐC THỬ ALIZARIN COMPLEXONE..........................................................144
VII.2. THUỐC THỬ MUREXID ......................................................................................148
VII.3. HYDROXYLQUINOLINE.....................................................................................150
VII.4. ZINCON..................................................................................................................157
VII.5. XYLENOL DA CAM VÀ METHYLTHYMOL XANH.......................................159
VII.6. ASENAZO I VÀ MONOAZO DERIVATIVES OF PHENYL ARSONIC ACID 162
VII.7. EDTA VÀ CÁC COMPLEXONE KHÁC..............................................................165
VII.8. HỢP CHẤT DIHYDROXYARYLAZO.................................................................172
CHƯƠNG VIII: THUỐC THỬ N–N ................................................................................181
VIII.1. BIPYRIDINE VÀ CÁC HỢP CHẤT FERROIN KHÁC......................................181
VIII.2. TRIPYRIDYLTRIAZINE(TPTZ) VÀ PYRIDYLDIPHENYLTRIAZINE...........189
VIII.3. α–DIOXIME............................................................................................................185
VIII.4. PORPHYRIN ..........................................................................................................191
VIII.5. DIAMINOBENZIDINE VÀ NHỮNG THUỐC THỬ TƯƠNG TỰ.....................201
CHƯƠNG IX: THUÔC THỬ VỚI CẤU TRÚC S.........................................................206
IX.1. DITHIZONE AND NHỮNG THUỐC THỬ TƯƠNG TỰ....................................206
IX.2. THIOXIN ................................................................................................................212
IX.3. NATRIDIETHYLDTHIOCARBAMATE VÀ CÁC THUỐC THỬ TƯƠNG TỰ220
http://www.ebook.edu.vn
IX.4. TOLUENE–3,4–DITHIOL VÀ THUỐC THỬ TƯƠNG TỰ. ...............................228
IX.5. BITMUT II – KHOÁNG CHẤT II .........................................................................231
IX.6. THIOTHENOYLTRIFLUOROACETONE ...........................................................236
IX.7. THIO–MICHLER’S KETONE...............................................................................239
CHƯƠNG X: THUỐC THỬ KHÔNG VÒNG .............................................................241
X.1. TRI-N-BULTYL PHOSPHATE .............................................................................241
X.2. TRI–n–OCTYLPHOSPHINE OXIDE....................................................................243
X.3. DI (2–ETHYLHEXYL)PHOSPHORIC ACID.......................................................247
CHƯƠNG XI: THUỐC THỬ KHÔNG TẠO LIÊN KẾT PHỐI TRÍ............................251
XI.1. THUỐC THỬ OXY HÓA NEUTRAL RED..........................................................251
XI.2. BRILLLIANT GREEN ...........................................................................................251
XI.3. THUỐC NHUỘM CATION RHODAMINE B......................................................252
XI.4. CÁC MUỐI AMONI BẬC 4 ..................................................................................254
XI.5. TETRAPHENYLASEN CHLORIDE (TPAC) VÀ CÁC MUỐI ONIUM KHÁC 258
XI.6. 1,3–DIPHENYLGUANIDINE................................................................................260
XI.7. DIANTIPYRYLMETHANE...................................................................................261
XI.8. NATRI TETRAPHENYLBORATE .......................................................................263
XI.9. CÁC CHUỖI ALKYLAMINE MẠCH DI .............................................................267
CHƯƠNG XII: THUỐC THỬ HỮU CƠ CHO ANION .................................................272
XII.1. CURCUMIN............................................................................................................272
XII.2. MONOPYRAZOLONE VÀ BISPYRAZOLONE .................................................275
XII.3. 2–AMINOPERIMIDINE ........................................................................................278
http://www.ebook.edu.vn
LỜI NÓI ĐẦU
Thuốc thử hữư cơ có nhiều ứng dụng trong hoá học phân tích, nó đã được sử dụng trong
phương pháp trọng lượng, chuẩn độ, trắc quang và trong các phép phân tích công cụ khác.
Trong phân tích trọng lượng, việc tìm ra thuốc thử 8-Hydroxyquinoline và dimethylglioxim
là một ví dụ điển hình. Trong phân tích thể tích, thuốc thử hữu cơ quan trọng nhất là EDTA
và những chất tương tự. Trong phân tích quang học, nhiều thuốc thử hữu cơ tạo sản phẩm
có màu với ion kim loại, được dùng để phân tích dạng vết các ion kim loại. Ngày nay,
nghiên cứu thuốc thử hữu cơ hầu như có mặt khắp các phương pháp phân tích. Nó hổ trợ
cho việc tách, chiết, chỉ thị và các chức năng khác làm tăng độ nhạy của phép đo.
Do mỗi chất chỉ thị có tính chất riêng, đặc trưng riêng về màu và khả năng tạo
phức…nên nếu có những hiểu biết cơ bản về thuốc thử hữu cơ sẽ giúp cho người làm công
tác phân tích chọn lựa đúng chỉ thị cho phép thử cũng như tìm các điều kiện tối ưu cho phản
ứng. Biết được tính chất của thuốc thử, nhà phân tích cũng có thể định hướng tổng hợp các
thuốc thử mới ưu việt hơn.
Tài liệu “Thuốc thử hữu cơ” gồm 2 phần: phần 1 bao gồm nội dung lý thuyết của Thuốc
thử hữu cơ và phần 2 là phần tra cứu các Thuốc thử hữu cơ và ứng dụng của chúng. Đối với
sinh viên chuyên ngành phân tích cần thiết nghiên cứu phần 1, khi làm chuyên đề và làm
khóa luận tốt nghiệp phải nghiên cứu phần 2. Nội dung phần 1 gồm các phần sau đây: Mở
đầu, Phân loại thuốc thử hữu cơ, Nhóm hoạt tính phân tích và nhóm chức phân tích, Những
luận điểm cơ bản của về cơ chế phản ứng giữa ion vô cơ và thuốc thử hữu cơ, Liên kết hóa
học trong thuốc thử hữu cơ, Dự đoán phổ của thuốc thử, Tính toán một số hằng số của thuốc
thử hữu cơ và phức của chúng, Phân loại và giới thiệu tính chất phân tích của thuốc thử hữu
cơ, Các thuốc thử quan trọng
Chúng tôi trân trọng cảm ơn những ý kiến đóng góp của các bạn đọc gần xa để lần xuất
bản sau được hoàn chỉnh hơn.
Các tác giả
http://www.ebook.edu.vn
PHẦN I: LÝ THUYẾT THUỐC THỬ HỮU CƠ
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. ĐỊNH NGHĨA
Một hợp chất hoá học được sử dụng để phát hiện, xác định hay để tách trong quá trình
phân tích hoá học một chất hay hỗn hợp của nhiều chất được gọi là thuốc thử phân tích.
Do đó thuốc thử phân tích bao gồm cả những chất chỉ thị, chất điều chỉnh pH, dung dịch
rửa kết tủa…
Vậy một hợp chất chứa carbon (CO2, CO, CaCO3) bất kỳ hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp
được sử dụng trong hoá phân tích được gọi là chất phản ứng phân tích hữu cơ hoặc gọn hơn
là thuốc thử hữu cơ.
Nghiên cứu phản ánh giữa thuốc thử hữu cơ với ion vô cơ và ứng dụng nó vào phân tích
thực chất là nghiên cứu quá trình tạo phức. Sự phát triển lý thuyết hoá học trong những năm
gần đây và đặc biệt là sự ứng dụng thuyết trường phối tử vào việc nghiên cứu các kim loại
chuyển tiếp và phức của chúng đã giúp các nhà khoa học nói chung và phân tích nói riêng
hiểu sâu sắc những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của phức chất, bản chất phổ hấp thụ của
chúng và những tính chất qúy giá khác. Chúng ta sẽ nghiên cứu thuốc thử hữu cơ trong
khung cảnh của những lý thuyết hiện đại này.
2. ƯU ĐIỂM CỦA THUỐC THỬ HỮU CƠ SO VỚI THUỐC THỬ VÔ CƠ
Thuốc thử hữu cơ có một số ưu điểm nổi bật so với thuốc thử vô cơ; vì vậy nó được sử
dụng rất rộng rãi trong thực tế của hoá phân tích.
1. Trước hết cần chú ý đến độ tan rất nhỏ của hợp chất tạo bởi thuốc thử hữu cơ và ion
vô cơ. Vì vậy, người ta có thể rửa kết tủa cẩn thận để tách hết các chất bẩn mà không
sợ mất đi một lượng đáng kể ion cần xác định. Ngoài ra, hiện tượng kết tủa theo khi
dùng thuốc thử hữu cơ cũng chỉ rất ít.
2. Thuốc thử hữu cơ thường có trong lượng phân tử lớn do đó thành phần phần trăm
của ion được xác định trong hợp chất tạo thành với thuốc thử hữu cơ bao giờ cũng
thấp hơn trong bất kỳ hợp chất nào tạo thành bởi thuốc thử vô cơ.
Ví dụ:
Ion cần
Xác định
Hợp chất tạo thành giữa
Ion cần xác định với thuốc
thử
Thành phần % của ion
cần xác định trong hợp chất tạo thành với thuốc
thử
Al3+
Oxyt nhôm
Oxyquinolinat nhôm
53,0
5,8
Tl+
Iodua Tali
Thionalidat tali
61,7
48,6
Thành phần phần trăm của ion được xác định thấp trong sản phẩm cuối cùng làm giảm
sai số tính toán, nghĩa là làm tăng độ chính xác của phương pháp phân tích. Mặt khác thể