- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 85. 1955 /
1033

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Like | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

15 november 1955

1033

Chelat — användbara
organometallföreningar

541.57

Man skiljer numera mellan tre huvudtyper av kemiska
bindningar, nämligen kovalenta, polära och semipolära. I
första fallet består bindningen av en elektron från var och
en av de bundna atomerna. I andra fallet finns ingen
bindning i egentlig mening utan den ena atomen avger en
elektron till den andra varigenom de får laddningar av
motsatt tecken och attraherar varandra. I tredje fallet består
bindningen av två elektroner från den ena av de bundna
atomerna.

Den sistnämnda bindningstypen, som brukar betecknas
med en pil riktad från den elektrongivande atomen, är
utmärkande för komplexföreningar. Vid bildning av en viss
typ av organiska metallföreningar, chelat, sluts en eller
flera ringar genom semipolära bindningar (fig. 1).
Che-laten får härigenom ofta betydligt större stabilitet än
andra komplexföreningar.

Vanligen är syre-, svavel- eller kväveatomer
elektron-givare, medan elektronmottagaren nästan alltid är en
me-tallatom. Det chelatbildande ämnet måste ha minst två
elektrongivande atomer för att en ring skall uppstå.
Vidare skall de atomer, som bildar ringen, vara förenade så
att deras kovalenta bindningar bildar naturliga vinklar.
Annars uppstår nämligen spänningar i ringen, och
komplexet blir instabilt. För organiska föreningar är som
bekant fem och sexringar mest stabila.

Bildningsbetingelser

Ett av de bästa chelatbildande ämnena är
etylendiamin-tetraättiksyra (HOCH3)2NCH2CH2N(CH3COOH)2, ofta
betecknad EDTA. Den kan lätt ge femringar och har sex
elektrongivande atomer, nämligen fyra syre- och två
kväveatomer. Den kan därför binda t.ex. järn med fem
eller sex chelatringar (fig. 2).

Av stor vikt för chelatens stabilitet är ofta att
metallatomen har lämplig storlek och framför allt att den kan
ta emot elektronerna ur lämpliga riktningar. Hämoglobin
och klorofyll innehåller en porfyrinring som är plan och
har fyra kväveatomer i hörnen av en kvadrat. Inuti denna

Fig. 1. Komplexa katjoner; t.v. koordinationsförening, t.h.
chelat.

CO

CO

Fig. 2. Chelat av järn med etylendiamintetraättiksyra
(EDTA ).

binds metallatomen av kväveatomerna. Hämoglobinets
järnatom passar mycket bra i kvadraten. Den har ungefär
rätt storlek, och den kan ta emot elektronparen i ett plan.

Klorofyllet innehåller däremot magnesium vars atomer
strävar att placera de fyra elektronparen i hörnen av en
tetraeder. Chelatet har därför mycket mindre stabilitet i
detta fall än i det förra. När klorofyll isolerats ur den
levande växtcellen kan dess magnesium lätt bytas ut mot
nästan vilken annan metall som helst. För att stabilisera
kommersiella klorofyllpreparat ersätter man vanligen
magnesium med koppar.

Det är väl känt att nickel kan fällas med dimetylglyoxim
ur ammoniakalisk lösning. Av alla de kända elementen
fälls härvid bara nickel kvantitativt. Den vackert röda
fällningen är ett chelat, och dess struktur förklarar
metodens enastående selektivitet. Chelatmolekylerna, som
består av två dimetylglyoximgrupper, en på vardera sidan av
en nickelatom, är elektriskt neutrala och fullständigt plana
så att de kan travas till kompakta kristaller.

För att sådana molekyler skall bildas fordras att
metallatomen är en tvåvärd katjon, att den lätt tar emot
elektronpar från kväveatomer, att den kan bindas av fyra
sådana med bindningarna riktade mot hörnen av en plan
kvadrat och att metallatomen har rätt storlek. Nickeljonen
uppfyller dessa fordringar exakt. Kopparjonen som har
nästan samma egenskaper bildar också ett chelat med
dimetylglyoxim, men det är lösligt.

Analys och isolering av metaller

Av villkoren för chelatbildningen framgår att den i många
fall kan utnyttjas som selektiv reaktion på metalljoner.
Man kan härvid antingen hålla en metall i lösning som
chelat, medan en annan fälls ut, eller använda ett
chelatbildande ämne som fällningsmedel. Den senare metoden
ger den skarpaste separeringen.

Den tidigare nämnda dimetylglyoximen är en av de
hundratals organiska reagens på metalljoner, som numera
används vid kemisk analys. Inget är visserligen lika
selektivt som dimetylglyoxim och dess homologer, men många
ger starkt färgade chelat, och en kombination av
selektivitet och stark färg är just vad som behövs vid analys av
komplicerade blandningar. Färgen kan nämligen visa vilka
metaller som är närvarande, och dess styrka är ett mått
på en viss metalljons koncentration.

Ett av de bästa reagensen för denna typ av analys är
ditizon som ger röda eller orangefärgade chelat med vissa
metalljoner. Några av dem har så stark färg att ned till
0,1 jig kan påvisas. Metoden är lika känslig som den
spek-troskopiska och avsevärt mindre komplicerad. Man
använder ditizon bl.a. för bestämning av mikroelement i
jord och vid malmletning genom analys av vattnet i
vattendrag.

Vid separering av två metaller kan man använda två
chelatbildare av vilka den ena har starkast affinitet till
den ena metalljonen och den andra starkast till den andra
jonen. Vid Bureau of Standards bestämmer man t.ex.
koppar i stål varvid den isoleras som chelat med
natrium-dietylditiokarbamat. Man försätter provlösningen med
detta och EDTA varvid den senare ger chelat med allt
järnet och med Cr, Co och Ni, om de är närvarande,
medan all koppar binds som chelat med
natriumdietylditio-karbamat.

Kopparchelatet, som har mycket stark färg, extraheras
med ett organiskt lösningsmedel, och stålets kopparhalt
bestäms kolorimetriskt i extraktet.

Man kan också titrera med en lösning av en chelatbildare
av känd koncentration. Total hårdhet i vatten kan t.ex.
bestämmas genom titrering på kalcium- och magnesiumjon
med en lösning av EDTA. Som indikator används härvid
ett starkt rödfärgat, lätt sönderdelat chelat av magnesium.
Detta spjälkas av EDTA vid ändpunkten varvid provets
färg slår om från röd till blå.

Chelatbildning utnyttjas numera vid en process för fram-

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Nov 12 16:25:26 2019 (aronsson) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1955/1053.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free