الكواشف العضوية Organic Reagents
- الكواشف العضوية عبارة عن مركبات عضوية تتفاعل مع الشوارد والمركبات مشكلةً نواتج ذات خصائص تحليلية تسمح بكشفها وتحديدها.
- قد تكون نواتج التفاعل مركبات معقدة أو مركبات عضوية جديدة تنتج من تفاعل أكسدة - إختزال ويطلق على هذه الكواشف اسم كواشف أكسدة - إختزال
- وإذا كان الناتج يمثل الشاردتين للكاشف نفسه نطلق عليها اسم كواشف حمض - قاعدة.
- وفي مثل هذه التفاعلات العضوية قد يُدمص الكاشف على سطح الراسب ويرافق ذلك تغير في لون الكاشف وبالتالي نطلق عليها اسم كواشف الأدمصاص.
لقد تم تصنيع مركبات عضوية جديدة من أجل تحديد العناصر مثل S و N و Se
وأيضاً من أجل تحديد المركبات العضوية.
مثلاً : يوفّر أزرق الميثلين الذي يتشكل نتيجة تفاعل H2S مع دي ميثيل أمينو أنيلين بوجود ๋ Fe³ حساسية ودقّة أثناء تحليل H2S.
لندرس الآن تفاعل فودجيفار لتحديد المركبات الأليفاتية متعددة الهالوجين مثل:
الكلوروفورم، رباعي كلور الكربون، البروموفورم، حمض الخل ثنائي الكلور.
يعتمد هذا التفاعل على مواد انتقائية لمشتقات الدهيد غلوتاكوني ذات لون شديد
يُعدّ المشتق ألدهيد غلوتاكوني مركب قليل الثبات ويتشكل نتيجة الحلمهة خلال عدة دقائق الدهيد غلوتاكوني الذي يتلون باللون الأصفر.
تستخدم الكواشف العضوية بصورة أكبر بكثير من الكواشف اللاعضوية، وهي لا تقتصر على الكشف والتحديد الكمي، وإنما تستخدم أيضاً من أجل الفصل والتركيز , كما وتستخدم لتغليف الشوارد المتماثلة بوجود شوارد أخرى من أجل رفع انتقائية التفاعل.
خصائص الكواشف العضوية
- يمتلك الكثير من الكواشف العضوية لوناً مميزاً ويتعلق هذا اللون بوجود مجموعة تحتوي على إلكترونات π ويطلق عليها اسم كروموفور أي حاملات اللون ومن هذه المجموعات نذكر :
بشكل عام يمتلك الجزيء الذي يحتوي على مجموعات لونية مجال امتصاص في مجالات الطيف المرئي وفوق البنفسجي التي توافق انتقال الإلكترونات π.
- إن الكواشف اللونية تحتوي على عدة مجموعات كروموفورية لمركبات ثنائية الرابطة وهي بذلك تمتلك مجموعة مترافقة - π ،حيث لا تنتمي فيها الإلكترونات - π لأية رابطة، ولذلك فإن هذه الالكترونات تمتلك قدرة حركية كبيرة.
حيث يؤدي تشكيل المعقد إلى تغير البنية الالكترونية للكروموفور ومن ثم إلى تغيير لون الكاشف.
يُعتقد أن المجموعات الكروموفورية في الكواشف العضوية يمكن أن تحتوي على ذرات أو مجموعات تؤثر في البنية الالكترونية للكروموفور.
أقسام المجموعات الملونة
1- ملونات أوكسو مثل :
F < ➖ CH3 < ➖ Cl < ➖ Br < ➖ OCH < ➖ NH2 ➖
NHCH3 < ➖ N(CH3)2 < ➖ NH ➖ φ ➖ >
تأثير هذه المجموعة مثل تأثير مانحات للألكترونات وذلك بسبب ارتفاع الكثافة الإلكترونية ونتيجة ذلك سوفَ ينزاح الامتصاص نحو الأمواج الطويلة عند ملونات أوكسو.
2- ملونات أوكسو المضادة مثل :
¯NH ๋3 < ➖ SO2 NH2 < ➖ COO¯ < ➖ CN ➖
COOCH3 < ➖ COCH3 < ➖ CHO < ➖ NO2 ➖ >
تؤثر هذه المجموعة كتأثير مستقبلات الإلكترونات وذلك بسبب انخفاض الكثافة الإلكترونية وينتج عن ذلك انزياح الامتصاص نحو الأمواج القصيرة عند ملونات أوكسو المضادة.
الكواشف العضوية المفلورة
هي عبارة عن مركبات أروماتية معقدة أو أروماتية بسيطة مع جمل مرافقة - π
ذات بنية مستوية قوية، وينتسب إلى هذه الكواشف كل من :
كواشف أوكسو و فلافونات ( مورين، كفيرستين) و بعض الملونات ( رودامين، فلوريسين) و 8- اوكسي كينولين.
تجدر الإشارة إلى أن الامتصاص ( اي الانتقال *π → π)
والإصدار ( اي الإنتقال π* → π) يجريان على المجموعة اللونية ومن ثم فإن المواقع أوكسو كما هو معروف تقوي مردود الفلورة بسبب إحتمال الانتقال مابين الحالة الأساسية وأخفض حالة مثارة.
إنحلالية الكواشف العضوية في الماء
- معظم الكواشف العضوية قليلة الانحلال في الماء وجيدة الانحلال في المُحلات العضوية.
- تتحدد الإنحلالية في الماء عن طريق عدد المجموعات الوظيفية سهلة التذاوب.
- تدخل هذه المجموعات عادةً في تركيب الجزيئات التي تتضمن سلاسل هيدروكربونية أليفاتية أو حلقات أروماتية
- حيث تشكل عن طريق هذه الجزيئات صفات مُحبة للماء، وهذا مايفسر انخفاض انحلاليتها في الماء.
تتحقق زيادة الميل إلى ضم الماء عن طريق إدخال متبادلات محبة للماء إلى جزيء الكاشف العضوي مثل :
Br , ➖ C6 H5 , ➖ Cn H2n-1 ➖ التي تؤدي إلى الحفاظ على إنحلالية الكاشف في الماء.
ولكن غالباً ما يترافق التثقيل بتناقص الإنحلالية في المحاليل المائية وتزايدها في المذيبات العضوية غير القطبية.
فمن أجل رفع إنحلالية الكاشف العضوي في الماء يتم إدخال مجموعات وظيفية محبة للماء مثل :
¯SO3¯ ➖PO3H¯ ➖AsO3 H¯ ➖COO ➖
فمثلاً يُعد 1- نتروزو - 2- نافتول , قليل الانحلال في الماء ولكن عند استبدال مجموعتي سلفو على الموقعين 3,6 والحصول على مركب ملحي ( ملح - R - نتروزو) يصبح منحلاً في الماء.
عند تغيير pH المحلول بنتيجة التفاعل حمض - أساس (قاعدة) تقوم المجموعات المخلبية والمجموعات الحمضية الأخرى التي يحتويها الكاشف بإكتساب شحنة موجبة أو سالبة.
وتزداد عندئذ شدة الإنحلالية في الماء وتنخفض بشكل فعلي في المذيبات العضوية ومن ثم يمكن إجراء توازنات حمض - أساس من أجل 8-أوكسي كينولين التي تعمل على توزيعه في جملة ( ماء - كلوروفورم) وجملة ( ماء - بنزول) عند درجات pH مختلفة.
