Хромотро́повая кислота (4,5-дигидрокси-2,7-нафталиндисульфоновая кислота) — органическое химическое вещество, относящееся к классам сульфокислот и фенолов. Динатриевая соль хромотроповой кислоты (также называемая «хромотроп»), обычно поставляемая в виде дигидрата − реагент в аналитической химии.

Хромотроповая кислота
Изображение химической структуры
Общие
Систематическое
наименование
4,5-​дигидрокси-​2,7-​нафталиндисульфоновая кислота
Традиционные названия Хромотроповая кислота
Хим. формула C10H8O8S2
Физические свойства
Состояние бесцветные кристаллы
Молярная масса 320.29 г/моль
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 5.36, 15.6[1]
Растворимость
 • в воде растворим
 • в этаноле нерастворим
 • в диэтиловом эфире нерастворим
Классификация
Рег. номер CAS 148-25-4
PubChem
Рег. номер EINECS 205-712-7
SMILES
InChI
ChEBI 1751
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Получение

править

Хромотроповая кислота может быть получена из нафталина сульфированием его до 1,3,6-нафталинтрисульфокислоты, нитрованием последней, восстановлением нитрогруппы до аминогруппы железом в кислой среде и, наконец, нагреванием в автоклаве с 40-50 % водным раствором щелочи, в соответствии со схемой[2]:

 
Схема синтеза хромотроповой кислоты из нафталина

Растворы хромотроповой кислоты темнеют при хранении на воздухе. 3,6-Дихлорхромотроповая кислота более устойчива к окислению.[3]

Применение

править

Определение формальдегида

править

Хромотроповая кислота используется в качестве селективного реагента для определения формальдегида, реакция с которым в присутствии серной кислоты в концентрации не менее 72 % приводит к образованию красно-фиолетового окрашивания. Предел обнаружения: 0,02 мкг формальдегида.[4] Количественное определение во многих случаях может быть проведено колориметрически. Использование этой реакции позволяет определять формальдегид во многих объектах: тканях, алкогольных напитках[5], почве, сточных водах и т. п. Без изменения объёма пробы можно определить от 0,06 до 1,2 мг формальдегида в 1 л воды. Определению формальдегида в концентрациях от 1 до 10 мг/л мешает фенол (10 мг/л и выше). Ацетальдегид мешает своей окраской только в концентрациях порядка граммов в 1 л. Остальные альдегиды определению не мешают.[6] Точная структура продукта взаимодействия хромотроповой кислоты с формальдегидом неизвестна, в кристаллическом виде он получен не был.[7] Несмотря на то, что в большинстве источников приводится недоказанная структура II, наиболее вероятной в настоящее время считается ксантилиевая структура I.[5]

 
Вероятные продукты реакции формальдегида с хромотроповой кислотой

Определение металлов

править

Натриевая соль хромотроповой кислоты является ценным реагентом в аналитической химии и используется для количественного определения некоторых металлов. Особенно часто рекомендуется как реагент для определения титана (IV), железа (III) и ниобия (V).[8] Так, с Ti (IV) хромотроповая кислота образует водорастворимые коричнево-красные комплексные соединения, состав и окраска которых зависит от кислотности среды, по причине чего определение титана обычно проводят с использованием буферных растворов. Железо (III) мешает определению, поскольку образует с хромотроповой кислотой окрашенные в зелёный цвет комплексные соединения.[3]

Использование в синтезе

править

Хромотроповая кислота, являясь фенолом, может участвовать в реакции азосочетания в качестве азокомпоненты. Образующиеся в результате таких реакций соединения составляют важный класс азокрасителей − хромотропы − и широко используются в промышленности.

Хромотропы
Название Хромотроп 2R Хромотроп 2B Хромотроп 6B Хромотроп 10B
Структурная формула        
Оттенок[9] Красный Сине-красный Фиолетово-красный Красно-фиолетовый
CAS номер 4197-07-3 548-80-1 4197-09-5 5850-63-5
PubChem PubChem 20172 PubChem 68360 PubChem 160740 PubChem 135870601
Номер С.I. C.I. 16570 C.I. 16575 C.I. 16600 C.I. 16640
Название в каталоге красителей Кислотный красный 29 Кислотный красный 176 Кислотный фиолетовый 6 Кислотный фиолетовый 13
Брутто-формула C16H10N2Na2O8S2 C16H9N3Na2O10S2 C20H16N4Na2O9S2 C20H12N2Na2O8S2
Молярная масса 468,37 г·моль−1 513,37 г·моль−1 566,47 г·моль−1 518,43 г·моль−1

Хромотроповая кислота также является родоначальником целого ряда важных аналитических реагентов: арсеназо I, арсеназо III, сульфоназо III (Ортаниловый СО), карбоксиарсеназо.[8]

Примечания

править
  1. Dawson, R.M.C. Data for Biochemical Research. — Oxford : Clarendon Press, 1959.
  2. Л. Н. Николенко. Лабораторный практикум по промежуточным продуктам и красителям. − М.: Высшая школа, 1965. − С. 138—139.
  3. 1 2 Marczenko Z, Balcerzak M. — Chapter 53. Titanium. — In: Kloczko E. Separation, Preconcentration and Spectrophotometry in Inorganic Analysis — 1st ed. — 2000. eBook ISBN 978-0-08-054108-2
  4. Е. В. Сальникова, Е. А. Кудрявцева, С. В. Лебедев, М. Г. Скальная. Токсикологическая химия: учебное пособие. − Оренбург: ОГУ, 2012. − С. 57.
  5. 1 2 Jendral JA, Monakhova YB, Lachenmeier DW (2011). "Formaldehyde in Alcoholic Beverages: Large Chemical Survey Using Purpald Screening Followed by Chromotropic Acid Spectrophotometry with Multivariate Curve Resolution". International Journal of Analytical Chemistry. 2011: 11. doi:10.1155/2011/797604. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=3 (справка)Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  6. Д. Н. Васкевич, Л. Н. Овсянникова (ред.) Унифицированные методы анализа вод. — М.: Химия, 1971. — С. 327—328
  7. Georghiou PE, Ho CK (1989). "The chemistry of the chromotropic-acid method for the analysis of formaldehyde". Canadian Journal of Chemistry. 67 (5): 871—876. doi:10.1139/v89-135. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=2 (справка)
  8. 1 2 Л. К. Неудачина, Н. В. Лакиза. Физико-химические основы применения координационных соединений. Учебное пособие. − Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2014. − С. 114.
  9. Fritz Mayer (1921), Chemie der Organischen Farbstoffe, Julius Springer, p. 55, Архивировано 11 февраля 2023, Дата обращения: 11 февраля 2023