Хромотроповая кислота

Хромотроповая кислота
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 ${\displaystyle pK_{a}}$	5.36, 15.6[1]
Растворимость
• в воде	растворим
• в этаноле	нерастворим
• в диэтиловом эфире	нерастворим
Классификация
Рег. номер CAS	148-25-4
PubChem	67221 и 4368945
Рег. номер EINECS	205-712-7
SMILES	O=S(=O)(O)c1cc(O)c2c(c1)cc(cc2O)S(=O)(=O)O
InChI	1/C10H8O8S2/c11-8-3-6(19(13,14)15)1-5-2-7(20(16,17)18)4-9(12)10(5)8/h1-4,11-12H,(H,13,14,15)(H,16,17,18) HLVXFWDLRHCZEI-UHFFFAOYAH
ChEBI	1751
ChemSpider	60557
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

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.

Получение

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

Определение формальдегида

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

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

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

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. 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. 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)
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. 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