О дифенилкарбазоне
Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о том, что такое дифенилкарбазон, какими свойствами обладает и какое применение находит в химии.
Итак, дифенилкарбазон - это красно-коричневые (оранжево-коричневые) кристаллы практически не растворимые в воде, но хорошо растворимые в бензоле, хлороформе, ацетоне, изопропиловом и этиловом спирте. В аналитической химии дифенилкарбазон применяется для фотометрического определения ртути, кадмия, хрома, меди, палладия и пр.; для экстракционного концентрирования ряда химических элементов; как индикатор при меркурометрическом титровании галогенидов и цианидов.
Структурная формула дифенилкарбазона представлена на рисунке ниже.
Внешний вид дифенилкарбазона, а также его раствора в изопропиловом спирте представлены в подборке фото ниже.
В зависимости от концентрации раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте может иметь цвет от оранжево-коричневого до практически красного.
Получают дифенилкарбазон либо путём окислением дифенилкарбазида в щелочной среде с последующим выделением либо взаимодействием фенилового эфира фенилдиазенкарбоновой кислоты с фенилгидразином.
Давайте попробуем провести несколько опытов с дифенилкарбазоном?
1. Для проведения первого опыта необходимо растворить 0.1-0.3г сульфата меди(II) в 100-120 мл воды. Если к такому раствору прилить 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то раствор окрасится в насыщенный фиолетово-красный цвет за счёт образования комплекса с ионами меди.
Вживую это выглядит вот так:
2. Для проведения второго опыта необходимо растворить 0.1-0.3г нитрата кадмия(II) в 100-120 мл воды. Для предотвращения гидролиза нитрата кадмия раствор необходимо подкислить уксусной кислотой.
Если к такому раствору прилить 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то раствор окрасится в насыщенный красно-розовый цвет. Изменение цвета обусловлено образованием комплексного соединения ионов кадмия с дифенилкарбазоном.
Вживую это выглядит вот так:
Однако, в таком исполнении опыт получается не столь наглядным как хотелось бы. В связи с этим немного изменим методику проведения эксперимента.
3. Для проведения третьего опыта необходимо поместить в чашку Петри 0.3-0.5г нитрата кадмия(II). Если теперь прилить к нему по каплям 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то раствор окрасится в насыщенный красно-розовый цвет. Изменение цвета раствора обусловлено образованием комплексного соединения ионов кадмия с дифенилкарбазоном.
Прибавление небольшого количества воды не изменяет цвета образовавшегося комплекса и не приводит к выпадению осадка. Комплекс достаточно стоек и не разрушается при стоянии.
Если же для опыта взять концентрацию реагентов раз в 10 выше (и добавлять сухой дифенилкарбазон во избежании сильного разбавления раствора), то при добавлении очередной порции сухого дифенилкарбазона и тщательном перемешивании в растворе выпадет красно-розовый осадок. Полученный осадок растворяется при добавлении ацетона. При дальнейшем добавлении избытка воды осадок не выпадает вновь даже при сильном разбавлении. Запомним этот момент.
Вживую это выглядит вот так:
4. Для проведения четвёртого опыта необходимо поместить в чашку Петри 0.3-0.5г хлорида меди(II). Если теперь прилить к нему по каплям 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то в месте контакта раствор окрасится в насыщенный красно-розовый цвет. Изменение цвета раствора обусловлено образованием комплексного соединения ионов меди с дифенилкарбазоном.
При этом окраска нестойкая и крайне быстро исчезает. Подробнее увидеть окраску можно, если к хлориду меди добавить небольшое количество дистиллированной воды.
Если после добавления воды попробовать вновь прилить к полученному раствору хлорида меди(II) 1% раствор дифенилкарбазона, то в месте контакта растворов будет проявляться быстро исчезающая красно-розовая окраска.
Если же для опыта взять концентрацию реагентов раз в 10 выше (и добавлять сухой дифенилкарбазон во избежании сильного разбавления раствора), то при добавлении очередной порции сухого дифенилкарбазона и тщательном перемешивании в растворе изначально выпадет коричневато-черный хлопьевидный осадок, переходящий со временем в фиолетово-красный раствор, а далее в белый осадок. Полученный осадок растворяется при добавлении ацетона и вновь выпадает при сильном разбавлении водой.
Вживую это выглядит вот так:
Как видите, свойства образующихся окрашенных комплексов и выпадающих осадков для тех же самых ионов металлов при такой постановке эксперимента уже несколько отличаются от того, что было получено изначально.
Ну что же, в завершении данной статьи проведём ещё пару интересных экспериментов.
5. Для проведения пятого опыта необходимо поместить в чашку Петри 0.3-0.5г хлорида олова(II). Если теперь прилить к нему по каплям 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то раствор окрасится в насыщенный красно-розовый цвет. Изменение цвета раствора обусловлено образованием комплексного соединения ионов олова с дифенилкарбазоном.
При этом окраска нестойкая и быстро исчезает. Если же для опыта взять концентрацию реагентов раз в 10 выше (и добавлять сухой дифенилкарбазон во избежании сильного разбавления раствора), то при добавлении очередной порции сухого дифенилкарбазона и тщательном перемешивании в растворе со временем выпадет белый осадок.
Вживую это выглядит вот так:
6. Для проведения шестого опыта необходимо 0.3-0.5г хромового ангидрида растворить в 80-100 мл воды. Если теперь прилить к полученному раствору по каплям 1% раствор дифенилкарбазона в изопропиловом спирте, то раствор окрасится в насыщенный красно-фиолетовый цвет. Изменение цвета раствора обусловлено образованием комплексного соединения хромат-ионов с дифенилкарбазоном.
При этом при стоянии раствор достаточно быстро обесцвечивается и приобретает зеленоватый оттенок. Дело в том, что даже в такой небольшой концентрации и практически нейтральной среде хромовые кислоты являются достаточно сильными окислителями. Изменение цвета раствора обусловлено разрушением образовавшегося комплекса, а также окислением изопропилового спирта. При этом образуется оксид хрома(III).
Вживую это выглядит вот так:
Впрочем, при необходимости образующиеся цветные комплексы многих металлов можно экстрагировать из раствора органическим растворителем, не смешивающимся с водой. Например, комплекс кадмия или цезия с дифенилкарбазоном без проблем экстрагируется этилацетатом. При этом органический слой приобретает насыщенный цвет комплекса, а водный слой обесцвечивается.
Таким образом, в общем и целом дифенилкарбазон достаточно интересный аналитический и экстракционный реагент.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!