דימתילגליאוקסים – ריאגנט קלאסי בניתוח קטיוני מתכות כבדות
דימתילגליאוקסים (DMG) הוא ריאגנט אורגני המשחק תפקיד חשוב בכימיה אנליטית. הוא משמש לעתים קרובות לגילוי וקביעה של קטיונים מתכתיים כבדים כמו ניקל, פלדיום, פלטינה וקובלט. בפוסט זה בבלוג, נבחן מקרוב את התכונות והיישומים של דימתילגליאוקסים.
מבנה כימי ותכונות של דימתילגליאוקסים
דימתילגליאוקסים הוא תרכובת אורגנית עם הנוסחה המולקולרית C₄H₈N₂O₂. יש לו שתי קבוצות אוקסים (-C=N-OH) הקשורות לשתי קבוצות מתיל. מבנה זה מעניק לדימתילגליאוקסים יכולת אופיינית ליצירת צ'לט, החיונית לשימושו האנליטי.
DMG הוא מוצק גבישי לבן, שמסיסותו במים וברוב הממסים האורגניים מוגבלת. נקודת ההתכה שלו היא 240 °C. מבחינה כימית, דימתילגליאוקסים הוא חלש עם ערך pKa של כ-11.1. תכונה זו מאפשרת להשתמש ב-DMG בתגובות התלויות ב-pH.
יישומים אנליטיים של דימתילגליאוקסים
היישום העיקרי של דימתילגליאוקסים הוא בניתוח איכותי וכמותי של קטיונים מתכתיים כבדים. במיוחד, יוני ניקל(II) יוצרים עם DMG קומפלקס אדום עז וגבישי, שניתן לזהותו בקלות. לקומפלקס זה יש את הנוסחה המולקולרית [Ni(DMG)₂] והוא מציג גאומטריה קואורדינטיבית ריבועית-מישורית.
זיהוי ניקל(II) עם דימתילגליאוקסים מתבצע בדרך כלל בתמיסה בסיסית. בתגובה זו, יון הניקל מגיב עם שני מולקולות DMG ליצירת קומפלקס הצ'לט האדום. תגובה זו היא מאוד ספציפית לניקל ולכן ניתן להשתמש בה לזיהוי איכותי.
בנוסף לניקל, גם קטיונים מתכתיים כבדים אחרים כמו פלדיום(II), פלטינה(II), קובלט(II) וברזל(II) יכולים ליצור קומפלקסים עם דימתילגליאוקסים. עם זאת, לקומפלקסים אלה יש צבעים שונים, כך שניתן להבחין בין המתכות. באמצעות שימוש בשיטות פוטומטריות, ניתן לקבוע את ריכוז יוני המתכת באופן כמותי.
זיהוי ניקל עם דימתילגליאוקסים
זיהוי יוני ניקל(II) עם דימתילגליאוקסים הוא ניסוי קלאסי באנליזה אי-אורגנית. מהלך הניסוי הוא כדלקמן:
- הוספת תמיסה המכילה ניקל(II) לתמיסת DMG בסיסית
- היווצרות קומפלקס [Ni(DMG)₂] אדום וקריסטלי
- שקיעת הקומפלקס, שניתן לסנן בקלות
- זיהוי הניקל על סמך הצבע האדום האופייני
רגישות הזיהוי נמצאת בטווח של 0.1 מ"ג ניקל לליטר תמיסה. על ידי שינוי של pH ויחסי ריכוזים, ניתן לייעל עוד יותר את הסלקטיביות וסף הזיהוי.
קביעה כמותית של מתכות כבדות
מלבד זיהוי איכותני, ניתן להשתמש בדימתילגליאוקסים גם לניתוח כמותי של קטיוני מתכות כבדות. לשם כך, הקומפלקסים המתכתיים שנוצרים נמדדים פוטומטרית. באמצעות השוואה לעקומות כיול, ניתן לקבוע במדויק את ריכוז יוני המתכת.
תחומי יישום טיפוסיים כוללים ניתוח ניקל, פלדיום, פלטינה וקובלט במוצרים תעשייתיים, דגימות סביבתיות או מטריצות ביולוגיות. DMG מציע כאן אלטרנטיבה חסכונית ואמינה לשיטות אינסטרומנטליות מורכבות יותר כמו ספקטרוסקופיית בליעה אטומית.
יישומים נוספים של דימתילגליאוקסים
מלבד השימוש האנליטי, דימתילגליאוקסים משמש גם בתחומים אחרים:
יוצר קומפלקסים בהפקת מתכות
ניתן להשתמש ב-DMG לחילוץ סלקטיבי והפרדה של יוני מתכת מתמיסות. תהליך זה משמש בעיבוד עפרות הידרומטלורגי.
יישומים רפואיים
ברפואה, דימתילגליאוקסים שימש בעבר כאנטידוט בהרעלת ניקל. כיום הוא ממלא תפקיד בזיהוי אלרגיות לניקל.
מחקר ופיתוח
במחקר הבסיסי, DMG משמש כתרכובת מודל לחקר קומפלקסים מתכתיים ויצירת צ'לט. הוא משמש גם בפיתוח שיטות אנליטיות חדשות.
סיכום
דימתילגליאוקסים הוא ריאגנט אורגני רב-תכליתי עם מסורת ארוכה בכימיה אנליטית. תחום השימוש העיקרי שלו הוא בזיהוי איכותני וכמותי של קטיוני מתכות כבדות כמו ניקל, פלדיום וקובלט. היווצרות קומפלקסי צ'לט צבעוניים מאפשרת זיהוי פשוט אך אמין של מתכות אלו.
מלבד השימוש האנליטי, DMG משמש גם בתחומים אחרים כמו הפקת מתכות ורפואה. בסך הכל, דימתילגליאוקסים הוא כלי חשוב בכימיה ובמדע החומרים המודרניים.
