有機(jī)化合物中的金屬元素,有可能作出直接檢定,不過(guò)要求試料能略溶于水,或可被稀酸或堿金屬氫氧化物適當(dāng)分解。倘使情況不是這樣,就必須在試驗(yàn)之前,用灼燒法或氧化性酸類(lèi)先使有機(jī)碳架毀壞。有機(jī)金屬化合物在進(jìn)行灼燒中的物料損失,有時(shí)無(wú)可避免。且某些物料(特別是重氮化合物、硝基化合物及亞硝基化合物)一經(jīng)加熱,每會(huì)爆炸。其它化合物(特別是內(nèi)絡(luò)鹽)在熱氧化分裂之前,將會(huì)升華不少。在有些場(chǎng)合,灰化很難完全,因?yàn)樵嚵显跓釟闹?,?huì)形成燒結(jié)金屬碳酸鹽或氧化物蓋住碳粒。灼燒殘?jiān)仨氃谶M(jìn)行試驗(yàn)前溶解于稀酸。如果殘?jiān)蝗苡谶@些酸中,就有必要使和碳酸鈉或堿金屬硫酸氫鹽一起熔融。如果將有機(jī)金屬化合物用熱濃硝酸(卡里厄斯氏 Carius法)或濃硫酸(基耶達(dá)氏 Kjeldahl法)煮解使起氧化分裂,上文指出的困難,就不會(huì)發(fā)生。如果把這些酸類(lèi)的作用延長(zhǎng)到足夠的時(shí)間,將會(huì)分別得到澄清似水的金屬硝酸鹽與硫酸鹽溶液。但這些操作手續(xù)都有引入比較大量濃酸的缺點(diǎn),必須經(jīng)過(guò)沸煮除去。
不揮發(fā)的有機(jī)金屬(與純粹有機(jī)的)試料的一種快速濕法分解方法,是用稀硫酸及過(guò)硫酸鉀于銀鹽存在下和它們一起加熱。這個(gè)水解作用:H2S2O8+H2O → 2H2SO4+O可被銀離子催化,而原子氧可導(dǎo)致氧化分解。但尚未能肯定,有機(jī)骨架的破裂,是否在一切場(chǎng)合中都前進(jìn)得如此之速,可使全部碳含量都氧化成二氧化碳①??墒浅松贁?shù)例外,這個(gè)分裂作用,似乎確是如此的深入,使得有機(jī)化合物內(nèi)所含的金屬,都轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。
操作手續(xù) 取試料0.01~0.03克,放在一個(gè)小燒瓶里,用濃硫酸一或兩滴、0.2N硝酸銀2毫升及過(guò)硫酸鹽0.5克處理。將這混合物溫和地加熱,并同時(shí)不斷旋轉(zhuǎn)。如有氣體猛烈發(fā)出,即暫停加熱。最后,將液體沸騰2~3分鐘,使過(guò)量的過(guò)硫酸鹽分解。
表6示出各種類(lèi)型的有機(jī)及有機(jī)金屬化合物,在受到本手續(xù)處理時(shí)的性行。比較小量的試料,可供半微量操作使用。
表 6
化合物 | 氧化前 | 氧化后 |
N-亞硝基(代)苯胲銨 | 黃色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
N-亞硝基(代)苯胲鐵(Ⅲ) | 棕色懸浮體 | 淡黃色溶液 |
N-亞硝基(代)苯胲銅 | 棕色懸浮體 | 淡藍(lán)色溶液 |
二甲基乙二肟 | 白色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
二甲基乙二肟-鈀 | 黃色懸浮體 | 淡黃色溶液 |
1-亞硝基-2-萘酚 | 棕色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
1-亞硝基-2-萘酚-鈀 | 黃色懸浮體 | 淡黃色溶液 |
1-亞硝基-2-萘酚-鈷(Ⅲ) | 棕紅色懸浮體 | 耐氧化 |
若丹明B | 紅色溶液 | 無(wú)色溶液 |
SbCl5-若丹明B | 紫色懸浮體 | 無(wú)色溶膠:AgCl沉淀 |
8-羥基喹啉(喔星) | 淡黃色溶液 | 無(wú)色溶液 |
8-羥基喹啉內(nèi)絡(luò)鈀 | 黃色懸浮體 | 淡黃色溶液 |
8-羥基喹啉內(nèi)絡(luò)鉬 | 黃色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
焦棓酸鉍 | 白色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
焦棓酸銻(Ⅲ) | 白色懸浮體 | 耐氧化 |
乙基黃原酸鉀 | 淡黃色溶液 | 硫沉積 |
黃原酸亞銅(Ⅰ) | 黃色懸浮體 | 硫沉積 |
紅氨酸銅(鈷,鎳) | 有色懸浮體 | 硫沉積 |
茜素藍(lán) | 藍(lán)色溶液 | 紅色溶液 |
茜素藍(lán)-銅 | 藍(lán)色懸浮體 | 耐氧化 |
硫酸聯(lián)苯胺 | 白色懸浮體 | 無(wú)色溶液 |
WO3-聯(lián)苯胺沉淀 | 白色懸浮體 | 無(wú)色溶膠;WO3沉淀 |
剛果紅 | 藍(lán)色溶液 | 無(wú)色溶液 |
(堿性)亞甲藍(lán) | 藍(lán)色溶液 | 無(wú)色溶液 |
茜素S | 黃色溶液 | 無(wú)色溶液 |
有機(jī)及有機(jī)金屬化合物除少數(shù)例外者外,它們的氧化分解過(guò)程,凡是可從其沉淀的消失或溶液的褪色直接辨認(rèn)得出的,上表都已列入。自然,分解作用也可在有機(jī)化合物的無(wú)色水溶液中同樣發(fā)生。焦棓酸、丹寧、磺基水楊酸、水楊酸及8-羥基喹啉的硫酸溶液就可以說(shuō)明這一情況,這些化合物被氧化毀壞以后,就不對(duì)這些反應(yīng)有正的感應(yīng)。
過(guò)硫酸被Ag+離子活化后的反應(yīng)活性并不一政。某些物質(zhì)只能被緩慢氧化,而其它物質(zhì)卻被迅速分解,有時(shí)幾乎是立刻分解,可由其顏色的褪失而易于看出;在懸浮液方面,也可由其生成澄清無(wú)色的溶液而易于看出。有時(shí)在完全氧化以前,先有它種顏色的化合物暫時(shí)產(chǎn)生。似乎那些被酸溶解的及易于被水濕潤(rùn)的化合物,都是最易被分解的。由于過(guò)硫酸的水解及氧化作用,是同時(shí)發(fā)生的,二氧化碳及氧的產(chǎn)生,將會(huì)引起泡沫的強(qiáng)烈發(fā)出。不溶物料的固體顆粒,可能被捕集于泡沫之內(nèi),使它們?cè)谀抢镉龅皆友醯臋C(jī)會(huì)比分子氧(即是幾乎非活性的)為少,這就不容易發(fā)生變化。因此,必須小心搖蕩,且應(yīng)在發(fā)沫停止后,補(bǔ)充加入過(guò)硫酸鹽。
很少有機(jī)金屬化合物,能完全抵抗或僅能部分抵抗上面所述手續(xù)中的氧化作用。這些頑抗氧化的物料,必須先行灼燒使其分解。但在一切完全分解的事例中,硫酸溶液可以用于進(jìn)行金屬點(diǎn)滴試驗(yàn),但同時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)乜紤]到銀離子的存在,是作為催化劑來(lái)引入的。
有機(jī)化合物被過(guò)硫酸鹽-銀混合物氧化分解時(shí),其中的磷、銻、硼及砷分別變成相應(yīng)的酸。鹵素則成為銀鹵化物而沉淀下來(lái)。在涉及含鹵素的有機(jī)化合物時(shí),就應(yīng)加入比導(dǎo)常更多的硝酸銀,因?yàn)橹皇倾y離子,而不是銀鹵化物,才可作為催化劑。
另一濕法分解有機(jī)化合物及有機(jī)金屬化合物是和高氯酸加熱,高氯酸和水的共沸混合物(72.5%HClO4)在203°沸騰,因而可發(fā)生高溫下的反應(yīng)。在這些條件下,高氯酸會(huì)強(qiáng)烈地使硫醇化合物不產(chǎn)生游離硫(與過(guò)硫酸鹽比較),而生成硫酸鹽。所以,用高氯酸處理,接著加熱至210°(以除去過(guò)量的酸)的這一手續(xù),大可推薦用于完全毀壞有機(jī)金屬化合物。
① 有時(shí)可以生成或多或少地能耐活化過(guò)硫酸作用的化合物。這類(lèi)事例之一,是氫醌類(lèi)及醌類(lèi)和硫酸銀及堿金屬過(guò)硫酸鹽的硫酸溶液加熱,會(huì)形成馬來(lái)酸。