Методи титрування у комплексонометрії

Н Н

Товарна назва кристалогідрату динатрієвої солі етилендиамінтетраоцтової кислоти (Na₂Н₂С₁₀Н₁₂О₈Н₂ × 2Н₂О) – трилон Б, а метод аналізу, який використовує його водний розчин як титрант – трилонометрією.

Н₄У – чотирьохосновна кислота і дисоціює по чотирьом ступеням:

Н₄У D Н⁺ + Н₃У^- рК₁ = 2,00

Н₃У^- D Н⁺ + Н₂У^2- рК₂ = 2,76

Н₂У^2- D Н⁺ + НУ^3- рК₃ = 6,16

НУ^3- D Н⁺ + У^4- рК₄ = 10,26

Як бачимо, що при дисоціації по першим двум ступеням вона веде себе як кислота середньої сили, а при дисоціації по третій і четвертій ступеням – як слабка і дуже слабка кислота.

У водних розчинах іони багатовалентних металів, мають здібності заміщувати іони водню карбоксильних груп у іоні (Н₂У^2-), при цьому утворює одночасно з азотом аміногрупу координаційного (донорно-акцепторну) зв’язку. В результаті чого утворюються міцні і розчинні у воді комплексні сполуки. Багатовалентні іони металів взаємодіють з кислотним залишком Н₂У^2- по рівнянню:

Ме²⁺ + Н₂У^2- = МеУ^2- + 2Н⁺

Ме²⁺ + Н₂У^2- = МеУ^- + 2Н⁺

Ме²⁺ + Н₂У^2- = МеУ + 2Н⁺

Незалежно від валентності іонів металів утворюються комплекси з молекулярним співвідношенням метал:ліганд (1:1). При цьому міцність комплексу виростає.

Процес комплексоноутворення супроводжується відщіпленням двух іонів водню, для того щоб виникнути підвищення кислотності, яке може привести до недостатньо повного зв’язування іонів металів, обично використовують буферні розчини. Останні часто виконують і іншу важливу функцію: утворюя комплекси з іонами металів, вони утримують їх у розчині, коли комплексонометричне визначення потрібно проводити в умовах, які проводять до їх осадження.

Точку еквівалентності при комплексонометричному титруванні визначають декількома способами:

- іони водню, які виділяються у кількості, еквівалентному катіонам, можна визначити алкаметрично з одною із кислотно-основних індикаторів;

- фізико-хімічними методами: потенціометрії, кондуктометрії і ін.;

- за допомогою металхромових індикаторів, це органічні забарвники, які утворюють з катіонами забарвлення комплексної сполуки.

Комплексні сполуки металлохромових індикаторів з іонами металів менш прочні, чим комплекси тих же іонів з комплексом ІІІ. Тому при титруванні аналізуємого розчину комплексоном ІІІ іони метала проходять від індикатора до комплексу і виділяється вільний індикатор, який володіє характерним забарвленням.

Відомо багато металохромових індикаторів, із яких одні універсальні: еріохром чорний Т, 8-оксихинолин, алізариновий червоний S, ксиленовий ярко жовтий: другі специфічні: арсеноза І, сульфосаліцілова кислота.

Метод прямого титрування. Аналізуємий розчин розводять у мірній колбі водою до мітки і беруть для титрування визначну частину піпеткою. Титрують у лужному середовищі при рН = 10. Для титрування використовують стандартизований розчин комплексону ІІІ. Служить для визначення катіонів магнію, кальцію, стронцію, барію, цинку, міді (ІІ), заліза (ІІІ) та інших.

Метод зворотнього титрування. До аналізуємого розчину додають визначний об’єм стандартизованого розчину комплексону (ІІІ), нагрівають суміш для завершення реакції, охолоджують та відтитровують надлишок комплексону стандартним розчином сульфату магнію. Кінцеву точку титрування визначають за допомогою індикатору, який реагує на іони магнію.

Метод титрування по заміщенню – оснований на тому, що іони магнію утворюють з комплексоном ІІІ менш стійкий комплекс, чим більшість інших катіонів. Тому при змішуванні катіонів визначаємого металу з магнієвим комплексом комплексону відбувається обмінна реакція: Са²⁺ + MgУ^2- Û СаУ^2- + Mg²⁺. Поскільки комплекс іону Са²⁺ з комплексоном стійкіший комплекса магнію, рівновага реакції зміщується вправо. Іони магнію, які виділилися, відтитровують комплексоном ІІІ у присутності еріохром чорного Т. Визначають вміст катіонів кальцію у розчині.

Метод алкаліметричного титрування використовують входячи з того, що при взаємодії комплексону ІІІ з катіонами виділяється еквівалентне число іонів водню: Ме²⁺ + Н₂У^2- Û МеУ^2- + 2Н⁺. Іони водню титрують лугом в присутності одного із кислотно-основних індикаторів. Визначають вміст металу у розчині.

Визначення аніонів основано на осадженні їх малорозчинних сполук титруємим розчином якого-небудь катіону, надлишок якого потім відтитровується комплексоном ІІІ.

Аналіз органічних сполук. Аналіз проводиться у кількісному виділенні аналізуємої речовини в виді з’єднання з металом. Після виділення, можна комплексонометрично визначити кількість металів, які не війшли в реакцію або найти їх вміст у осаді.

Література

Основна література.

33. Глінка М.Г., Загальна хімія. – К.: Вища школа, 1982. – 607 с.

34. Рейтер Л.Т., Степаненко О.М., Басов В.П., Теоретичні розділи загальної хімії. Київ.: „Каравела”, 2003. – 342 с.

35. Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний і кількісний аналіз. К.: ЦУЛ, 2003. –311с.

36. Логинов Н.Я. Аналитическая химия. /Логинов Н.Я., Воскресенський А.Г., Солодкин, И.С./ – М.: “Просвещение”, 1975. – 477с.

Додаткова література.

37. Басов В.П., Родіонов В. М. „Хімія”. Київ.: „Каравела”, 2004. – 318 с.

38. Омелян В.І, Шешеня С.К. Навчальний комплекс з дисципліни хімія і методи дослідження сировини та матеріалів. Частина I. загальні основи аналітичної хімії. Для віртуально-тренінгової технології самостійної роботи студентів спеціальностей: 7.0503.01 “Товарознавство та комерційна діяльність”, 7.00503.02 “Товарознавство та експертиза в митній справі”. – Полтава: РВВ ПУСКУ, 2002. – 179.

39. Омелян В.І. Опорний конспект лекцій з дисципліни хімія і методи дослідження сировини та матеріалів. Частина I. Загальні основи аналітичної хімії для студентів спеціальностей: 7.0503.01 “Товарознавство та комерційна діяльність”,7.0503.02 “Товарознавство та експертиза в митній справі” та МІПК. – Полтава: РВВ ПУСКУ, 2003. – 60.

40. Омелян В.І., Зайцева І.В. Хімія і методи дослідження сировини та матеріалів: Методичні рекомендації. Частина 1. Методичні рекомендації до самостійної роботи студентів спеціальностей: 7.0503.01 “Товарознавство та комерційна діяльність”,7.0503.02 “Товарознавство та експертиза в митній справі”. –Полтава: РВВ ПУСКУ, 2004. – 23 с.

Дата добавления: 2014-01-07