דיתיזון – ריאגנט רב-תכליתי לקביעת מתכות כבדות
דיתיזון, הידוע גם כדיפנילתיוקרבazon, הוא ריאגנט קלאסי בניתוח כימי, המשמש במשך עשורים לקביעת מתכות כבדות כמו נחושת, עופרת, כספית, קדמיום ואחרות. מולקולה מרתקת זו מסוגלת ליצור קומפלקסים יציבים וצבעוניים עזים עם מגוון רחב של מתכות מעבר, המתאימים באופן מושלם לניתוח איכותי וכמותי.
ההיסטוריה של הדיתיזון
דיתיזון סונתז ותואר לראשונה בשנת 1925 על ידי הכימאי הגרמני הנס פישר. פישר זיהה במהירות את הפוטנציאל האנליטי הגדול של הריאגנט וחקר לעומק את היווצרות הקומפלקסים עם מתכות שונות. בעשורים הבאים, דיתיזון הפך לאחד הכלים החשובים ביותר בכימיה הרטובה הקלאסית ומצא יישום נרחב בניתוח סביבתי, כימיה של מזון, גאולוגיה ותחומים רבים אחרים.
גם אם שיטות ניתוח אינסטרומנטליות מודרניות כמו ספקטרוסקופיית בליעת אטומים (AAS) או ספקטרומטריית מסה בפלזמה מצומדת אינדוקטיבית (ICP-MS) החליפו לעתים קרובות את שיטות הדיתיזון הקלאסיות, הריאגנט לא איבד מחשיבותו. במיוחד במדינות מתפתחות ומתעוררות, שם הגישה לטכנולוגיות ניתוח מתקדמות עשויה להיות מוגבלת, דיתיזון נותר כלי חשוב וחסכוני לקביעת מתכות כבדות.
הכימיה של הדיתיזון
דיתיזון הוא אבקה גבישית צהובה-כתומה, המסיסה היטב בממסים אורגניים כמו כלורופורם, דיכלורומתאן או טטרכלורומתאן. התרכובת שייכת למחלקת התיוקרבונילהדרזונים ומציגה טאוטומריה אופיינית - בהתאם ל-pH של התמיסה, דיתיזון נמצא בצורה נייטרלית או אניונית.
בתמיסה חומצית (pH < 3), דיתיזון נמצא בעיקר בצורה הנייטרלית הצהובה. כאשר מעלים את ה-pH, המולקולה עוברת דה-פרוטונציה ונוצר אניון הדיתיזונט האדום העז. זה מסיס היטב בתמיסות מימיות ויכול ליצור קומפלקסים יציבים וצבעוניים עם יוני מתכות מעבר.
היווצרות הקומפלקס מתרחשת באמצעות קואורדינציה של המתכת לאטומי הגופרית והחנקן של הליגנד דיתיזון. בהתאם למתכת, נוצרים קומפלקסים בצבעים שונים - מאדום עמוק דרך סגול ועד ירוק או כחול. מגוון צבעים זה הופך את הדיתיזון לכלי יקר ערך בניתוח איכותני.
יישומים באנליטיקה של מתכות כבדות
תחום היישום העיקרי של דיתיזון הוא קביעת מתכות כבדות במטריצות מגוונות. באמצעות יצירת קומפלקסים יציבים ועתירי צבע, ניתן לזהות ולכמת עקבות של נחושת, עופרת, כספית, קדמיום, ניקל, קובלט, אבץ ומתכות אחרות גם בדגימות מורכבות כמו מים, קרקעות, מזונות או עפרות.
מבחן הדיתיזון הקלאסי מתבצע בכמה שלבים: תחילה, הדגימה עוברת מיצוי עם תמיסת דיתיזון, כאשר קומפלקסי המתכת-דיתיזון עוברים לפאזה האורגנית. לאחר מכן, הצבע של הפאזה האורגנית מוערך ויזואלית או פוטומטרית. על ידי השוואה עם תמיסות ייחוס, ניתן לקבוע את ריכוז המתכת הספציפית.
מלבד מיצוי נוזל-נוזל קלאסי זה, קיימות גם גרסאות שבהן דיתיזון קשור לנשאים מוצקים כמו סיליקה ג'ל או פחם פעיל. מיצוי פאזה מוצקה זה מאפשר הכנת דגימות פשוטה יותר ומגביר את הסלקטיביות של השיטה.
מגבלות ואתגרים
למרות שדיתיזון הוא ריאגנט חזק מאוד, יש גם כמה אתגרים ביישומו. ראשית, הסלקטיביות אינה תמיד מושלמת – מתכות מסוימות כמו ברזל או אלומיניום יוצרות גם הן קומפלקסים צבעוניים שיכולים להפריע לניתוח. כאן נדרשים שלבי הפרדה או שימוש בריאגנטים מסכים/מפעילים.
בנוסף, דיתיזון רגיש יחסית לחומרים מחמצנים ולשינויים ב-pH. אם הכנת הדגימה או הביצוע אינם נכונים, עלולים להיגרם אובדן רגישות או סלקטיביות. לכן, אנליטיקת דיתיזון דורשת ניסיון וזהירות מצד המשתמש.
למרות מגבלות אלה, דיתיזון נותר כלי חשוב באנליטיקה הקלאסית של מתכות כבדות. במיוחד במצבים שבהם טכנולוגיה אינסטרומנטלית מודרנית אינה זמינה, הוא עדיין אלטרנטיבה חסכונית ואמינה. עם מתודולוגיה נכונה, ניתן עדיין לפתור בעיות רבות של מתכות כבדות בעזרת ריאגנט מרתק זה.
סיכום
דיתיזון הוא ריאגנט כימי עם היסטוריה ארוכה ומרשימה באנליטיקה. למעלה מ-90 שנה הוא משמש בהצלחה לקביעת מתכות כבדות – מתגובת זיהוי איכותנית ועד לניתוחים כמותיים. אף ששיטות אינסטרומנטליות מודרניות יותר תפסו לעתים קרובות את מקומו, דיתיזון לא איבד מחשיבותו, במיוחד באזורים עם משאבים מוגבלים.
בזכות יכולתו ליצור קומפלקסים יציבים ועתירי צבע עם מגוון מתכות מעבר, דיתיזון הוא כלי מרתק ורב-תכליתי שימשיך למלא תפקיד חשוב בכימיה הרטובה הקלאסית גם בעתיד. לכל מי שמתעניין בכימיה ובאנליטיקה של מתכות כבדות, דיתיזון הוא נושא מרגש ומתגמל לחקירה.
