Г. Б. Слепченко Кандидат химических наук, доцент Сибгму
жүктеу/скачать 2,27 Mb.
|
Titrimetria
- Бұл бет үшін навигация:
- комплексон II
- комплексоном III
- 5.9.Применение комплексонометрического титрования
| Комплексоны. Комплексоны являются производными аминополикарбоновых кислот. Простейшим комплексоном, известным под названием комплексон I, служит трехосновная нитрилотриуксусная кислота (сокращенно H3Y):
N Наибольшее значение приобрела этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ), комплексон II, четырехосновная кислота (сокращенно H4Y): N - - - N На практике обычно применяют динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, которую называют комплексоном III, ЭДТА, или трилоном Б (сокращенно Na2H2Y): N - - - N Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА в растворе протекают по уравнениям Как видно, независимо от заряда катиона ЭДТА образует комплексные соединения в соотношении 1:1. Молярные массы эквивалента титранта и определяемого катиона равны их молярным массам. В комплексах с ЭДТА часть связей носит ионный характер, часть – донорно-акцепторный. Комплексы многих металлов с ЭДТА образуются легко, обладают достаточной устойчивостью и в большинстве случаев растворимы в воде. Все это позволяет использовать ЭДТА для титриметрического определения солей металлов. Устойчивость комплексов металлов с ЭДТА различна, зависит от природы ионов металла, его зарядности, электронной конфигурации и меняется в зависимости от рН среды. Наиболее устойчивые комплексы с многозарядными ионами могут образовываться и в кислой среде. К ним относятся комплексы с Bi3+ (lgK = 27,9); Fe3+ (lgK = 25,1); Cr3+ (lgK = 23,0); и т. д. Менее устойчивые комплексы с ЭДТА образуют Ba2+ (lgK = 7,8); Mg2+ (lgK = 8,7); Ca2+ (lgK = 10,7) и т. д. Определение этих катионов комплексонометрическим титрованием проводят в щелочной среде. 5.8. Индикаторы комплексонометрии В комплексонометрии в качестве индикаторов используют металлохромные индикаторы. Это органические соединения, содержащие в своих молекулах хромофорные группы и, вследствие этого, окрашенные. Такие индикаторы образуют с ионами металлов менее прочные, чем титрант, комплексы, цвет которых отличается от цвета самих индикаторов. Обычно это органические красители, например кислотный хромовый черный T (эриохром черный Т). Он представляет собой трехосновную кислоту. При pH < 6,3 эриохром черный Т находится в виде иона H2Ind – (красного цвета), при 6,3 < pH < 11,6 – в виде иона HInd 2 – (синего цвета), при pH > 11,6 – в виде иона Ind3 – (желтого цвета). Применяют эриохром черный Т в виде 0,05 - 0,5 %-го спиртового раствора или в виде смеси 1:100 с хлоридом натрия. В интервале рН 7-11 эриохром черный Т окрашен в синий цвет, а его комплекс с ионами металлов (Mg2+, Ca2+, Cu2+, Zn2+ и др.) – в винно-красный цвет. При титровании ЭДТА комплекс индикатора с ионами металла разрушается. Ионы металла связываются ЭДТА в более прочное, обычно бесцветное, комплексное соединение. При этом анион индикатора переходит в раствор и окрашивает его в синий цвет. Кислотный хромовый синий (кислотный хром синий К) является шестиосновной кислотой, которая в зависимости от рН среды находится в различных формах: H3Ind3-, H2Ind4- (кислая среда), HInd5-(нейтральная среда), Ind6- (щелочная среда). Комплексы кислотного хромового синего с ионами металлов окрашены в розовый цвет. Индикатор применяют в виде 0,1 % водного раствора и используют для комплексонометрического определения Mg2+, Ca2+, Mn2+, Zn2+, Pb2+ (при рН 9-12), анион индикатора окрашен в серо-голубой цвет. В комплексонометрическом титровании часто применяют мурексид – аммонийную соль пурпуровой кислоты. Мурексид образует комплексы с Cu2+, Ca2+, Co2+, Ni2+, устойчивые в нейтральной и щелочной среде. В нейтральной среде растворы индикатора окрашены в красно-фиолетовый цвет, при рН 9,2-10,3 – в фиолетовый, при рН 10,3 – в сине-фиолетовый цвет. Комплексы мурексида имеют желтый (Ni2+), желто-оранжевый (Cu2+) или красный (Ca2+) цвет. Применяют мурексид при комплексонометрическом определении Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+ (рН 8-9); Ca2+ (рН > 12). Мурексид применяют в виде 0,1 %-го водного раствора или в виде смеси 1:500 с хлоридом натрия. Помимо перечисленных выше индикаторов в комплексонометрии применяют ряд других: ксиленоловый оранжевый – для определения в кислой среде Fe3+, Bi3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Cd2+ (pH 5-7); пирокатехиновый фиолетовый – для определения Bi3+ (pH 2-4), Cu2+ (pH 5-7), Mg2+; Ni2+, Zn2+ (рН 9-10); метилтимоловый синий – для определения Zn2+, Hg2+, Al3+, Pb2+(в кислой среде), Ca2+, Mg2+, Ba2+ (в щелочной среде) и др. 5.9.Применение комплексонометрического титрования Важнейшим титрантом в методе комплексонометрического титрования является ЭДТА, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Na2H2Y). Кислоту H4Y и мононатриевую соль NaH3Y не используют в качестве титрантов из-за их низкой растворимости в воде. Раствор ЭДТА готовят растворением точной навески трилона Б марки х. ч. в дистиллированной воде, свободной от примесей солей Ca2+ и Mg2+. Титр раствора ЭДТА устанавливают по стандартным растворам MgSO4 или ZnSO4. Основным условием комплексонометрического титрования является полнота протекания реакции, чтобы в точке эквивалентности определяемые катионы были практически полностью связаны в комплекс. Константа нестойкости таких комплексов должна быть очень малой величины. При этом определяемые катионы должны образовывать с металл-индикатором комплексы, отличающиеся меньшей прочностью, чем их комплексы с ЭДТА. Важное значение при титровании ЭДТА имеет соблюдение требуемого значения рН титруемого раствора. В сильнокислых растворах с рН < 3 образуются менее устойчивые комплексные соединения. Комплексообразованию устойчивых комплексных соединений способствует повышение значения рН титруемого раствора. Однако в сильнощелочных растворах при рН > 10 наблюдается образование осадков гидроксидов определяемых катионов. Следует также иметь в виду, что при образовании комплекса определяемого компонента с ЭДТА высвобождаются ионы водорода, и рН раствора понижается: Поэтому процесс комплексонометрического титрования ведут в присутствии буферных растворов для поддержания рН раствора на заданном уровне. Титрование большинства катионов обычно проводят в аммиачной буферной среде (NH4OH + NH4Cl) при рН 8-9. Применяют несколько видов комплексонометрического титрования: прямое, обратное и косвенное (заместительное). Прямое титрование комплексоном проводят обычным способом: анализируемый раствор, содержащий определяемый катион, помещают в колбу для титрования, добавляют буферную смесь и индикатор и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски индикатора. Метод обратного титрования применяют, когда реакция иона металла с комплексоном проходит медленно (например, при определении Al3+), при отсутствии подходящего индикатора и т. д. В этом случае к анализируемому раствору добавляют точно отмеренный избыток стандартного раствора ЭДТА, буферную смесь и индикатор. Избыток ЭДТА оттитровывают стандартным раствором сульфата магния или цинка. жүктеу/скачать 2,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|