Комплексонометрия

Совокупность методов объемного анализа, основанных на применении комплексонов, называется комплексонометрией.

Комплексоны представляют собой полиаминополикарбоновые кислоты и их производные. Известно более 200 комплексонов, из них наиболее важное значение в определении металлов имеет этилендиаминтетрауксусная кислота (иначе ЭДТУ), сокращенно H₄Y, где Y₄^-—анион ЭДТУ, и особенно ее двунатриевая соль, известная под названием комплексона III (трилона Б или ЭДТА), сокращенно Na₂Н₂Y*2H₂O.

Этилендиаминтетрауксусная кислота четырехосновна:

HOOCH₂C CH₂COOH

N – CH₂ – CH₂ – N HOOCH₂C CH₂COOH

Трилон Б

HOOCH₂C CH₂COOH

N – CH₂ – CH₂ – N NaOOCH₂C CH₂COONa

Четыре ступени диссоциации ее характеризуются следующими величинами констант: К₁=10^-2, K₂ = 1,8*10^-3, К₃=6,9*10^-7, К₄=5,5*10^-11. Характер диссоциации определяется средой раствора: при рН>12 кислота ионизирована полностью.

В сокращенном виде взаимодействие комплексона III с металлами различной степени окисления можно представить уравнениями:

Ме²⁺ + Na₂H₂Y = Na₂MeY + 2Н⁺

Ме³⁺ + Na₂H₂Y = NaMeY + 2Н⁺ + Na⁺

Me⁴⁺ + Na₂H₂Y = MeY + 2Н⁺ + 2Na⁺

Все реакции между комплексоном III и катионами отвечают стехиометрическому соотношению 1: 1, т. е. на 1 г-экв металла* всегда приходится 1 г-экв комплексона.

В комплексонометрии эквивалент любого металла равен половине атомной массы (т.к. замещает 2 атома водорода)

Комплексонометрическое титрование сопровождается выделением ионов Н⁺. рН раствора влияет, следовательно, на равновесие реакций комплексообразования, а также на устойчивость образующихся комплексов. Все комплексонометрические титрования проводят при определенном значении рН, поддерживая его с помощью различных буферных смесей.

Разработаны комплексонометрические методы определения почти для всех металлов, а также для многих анионов. При этом широко пользуются приемами прямого и обратного титрования, титрования заместителей, приемами косвенных определений, маскировки мешающих ионов и т. п.

Для установления точки эквивалентности используют:

а) специфические индикаторы — вещества, реагирующие только с определяемым ионом; например, Fe³⁺ титруют комплексоном III при рН 2 в присутствии роданидов, салицилатов и других соединений, образующих с Fe³⁺ окрашенные продукты;

б) металл-индикаторы (иначе металлохромные индикаторы) — органические красители, как правило, многоосновные кислоты, образующие с ионами металлов окрашенные в яркий цвет комплексные соединения Melnd. Важнейшими металл-индикаторами являются эриохром черный Т и мурексид.

Титрование проводят обычно в буферных смесях.

Для поддержания рН на требуемом уровне в титруемую смесь добавляют обычно аммиачный буфер.

Условия титрования цинка Трилоном Б с различными индикаторами

Определяемый ион	Тип титрования	Индикатор	Условия титрования
Zn^2+	прямое	хромогеновый черный	рН=10 t=60^оС
Zn^2+	прямое	ПАН	рН = 6,0 – 6,4
Zn^2+	прямое	ксиленоловый оранжевый	рН = 5 – 6 ацетатный буфер
Zn^2+	прямое	мурексид	рН = 8 – 9 к аммиач. р-ру добавл. аскорбиновую к-ту до обесцвечивания р-ра и титр.

В комплексонометрии применяются также в) редокс-индикаторы; г)обычные кислотно-основные индикаторы.

Комплексон III используется в объемном анализе главным образом как титрант, в отдельных случаях—для смещения окислительно-восстановительного потенциала, в качестве маскирующего средства.

Дата добавления: 2014-01-20