Аналитическая химия и физико-химические методы анализа - Лабораторный практикум (Коваленко Н.А. )

6. комплексонометрическое титрование 6.1. основные положения

Комплексонометрическое титрование основано на реакциях образования комплексов ионов металлов с аминополикарбоновыми кислотами и их солями (комплексонами). Наибольшее распростране- ние получила этилендиаминтетрауксусная кислота (H4Y). Из-за низ- кой растворимости этой кислоты обычно используют ее натриевую соль – Na2H2Y (ЭДТА).

Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА можно представить следующими уравнениями:

Ca 2    H 2 Y 2   CaY 2    2H  Bi 3   H 2 Y 2   BiY    2H  Th 4    H 2 Y 2   ThY  2H 

Особенности образования комплексонатов ионов металлов:

 независимо от заряда иона металла всегда образуются ком- плексы состава 1 : 1;

 в      результате      реакции          выделяются    2          иона    Н+,      поэтому

.

 

 

2

 

n+

 

fэкв(ЭДТА) =

1 2  и fэкв(Me

) = 1

 

 чем больше заряд иона металла, тем более устойчивые ком- плексонаты образуются.

На  степень  протекания  реакции  образования  комплексонатов

влияют следующие побочные реакции:

 протонирование и депротонирование ЭДТА: Н2Y2– + H+  H3Y–

H3Y– + H+  H4Y

 гидролиз ионов металлов:

Меn+ + H2O  MeOH(n–1)+ + H+ и т. д.;

 реакции комплексообразования иона металла с другими ли-

гандами, присутствующими в растворе.

Следовательно, степень протекания реакции комплексообразо- вания зависит от рН раствора и константы устойчивости образующих-

ся комплексонатов. Катионы, образующие устойчивые комплексонаты (например, Fe3+), могут быть оттитрованы в кислых растворах. Ионы Ca2+, Mg2+  и другие, образующие менее устойчивые комплексонаты, титруют в щелочной среде.

Конечную точку титрования чаще всего определяют с помощью металлоиндикаторов. Металлоиндикаторы – хромофорные органиче- ские соединения, образующие с ионами металлов интенсивно окра- шенные комплексы, причем окраска этих комплексов отличается от окраски свободного индикатора.

Механизм действия металлоиндикаторов заключается в сле- дующем. При добавлении металлоиндикатора к раствору соли метал- ла происходит реакция комплексообразования:

Me2+ + Н2Ind  MeInd + 2H+

При титровании раствором ЭДТА ионы металла переходят из

менее устойчивого комплекса с металлоиндикатором в более устойчи- вый комплекс с ЭДТА:

MeInd + Н2Y2– MeY2– + H2Ind

В  результате  раствор  приобретает  окраску  свободного  инди-

катора.

Метод комплексонометрии применим для анализа широкого круга объектов, поскольку почти все катионы металлов образуют ус- тойчивые комплексонаты. Рабочие растворы метода устойчивы. В ка- честве титрантов метода обычно применяют стандартные водные рас- творы ЭДТА с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,05 моль/л, а также стандартные растворы сульфата магния или цинка.