Определение жесткости воды комплексонометрическим методом

Жесткость воды выражают числом миллиграмм-эквивалентов кальция и магния в 1 л.Определение общей жесткости проводят путем комплексонометрического титрования раствором ЭДТА в присутствии эриохром черного или хром темно-синего. Обычно определяют суммарное количество кальция и магния. При необходимости раздельного определения кальция и магния сначала определяют суммарное их количество. Затем в отдельной пробе осаждают кальций в виде оксалата кальция и оттитровывают ионы магния. Кальциевую жесткость определяют по разности. В присутствии некоторых примесей ход анализа изменяется. Ионы меди и цинка переводят в сульфиды и, чтобы марганец не окислялся, прибавляют гидроксиламин.

Присутствие в воде СI ^‑, SO₄^{2 ‑} и НСО₃^‑ не мешает определению общей жесткости. Так как рПРCа₂CO₃ < pK компл. Са²⁺, осадок карбоната кальция растворяется и кальций количественно оттитровывают ЭДТА.

Расчет. Жесткость воды вычисляют по формуле:

Ж = 0, 05VK ž1000 ∕ VH₂O = 50V K ∕ V H₂O

где Ж — жесткость воды, мг-экв/л;

V — объем израсходованного раствора ЭДТА, мл;

К — поправочный коэффициент 0,05 н. раствора ЭДТА;

V_H2O — объем взятой для исследования воды, мл,

Величина скачка зависит:

1. от прочности образующегося комплексоната - чем больше константа устойчивости, то есть чем прочнее комплексонат, тем больше скачок (рис.1);

2. от кислотности среды – чем она выше, то есть чем меньше значение рН, тем меньше скачок; в кислой среде при титровании ионов металлов, образующих малоустойчивые комплексонаты (например, Ba²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺) скачок на кривой титрование отсутствует и определение невозможно (рис.2);

3. от концентрации реагирующих веществ – чем больше концентрация титранта и определяемого иона, тем больше скачок; например, при титровании 0,01 М раствора CaCl₂ рСа составляет 1,1 (см. пример 3), а при использовании 0,1 М растворов – 3,1 единицы;D0,01 М раствором трилона Б величина скачка

4. от присутствия дополнительных комплексообразователей – чем их больше, тем меньше скачок.

Рис.1. Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титро-

вания от прочности образующегося комплексоната

Р

ис.2. Зависимость величины скачка на кривой комплексонометрического титро-

вания ионов Са²⁺комплексоном от рН раствора

характеристики комплесных соединений

Комплексное соединение — химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы. В настоящее время строгого определения понятия «комплексная частица» нет. Обычно используется следующее определение.

Комплексная частица — сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. Иногда комплексными частицами называют сложные химические частицы, все или часть связей в которых образованы по донорно-акцепторному механизму.

Комплексообразователь — центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь — атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода,азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен и в таком случае именуется в современной научной литературе металлоцентром; заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

Лиганды (Адденты) — атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H₂O, CO, NH₃ и др.), анионы (OH⁻, Cl⁻, PO₄³⁻ и др.), а также катион водорода H⁺.

Внутренняя сфера комплексного соединения — центральный атом со связанными с ним лигандами, то есть, собственно, комплексная частица.

Внешняя сфера комплексного соединения — остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные.

Дентатность лиганда определяется числом координационных мест, занимаемых лигандом в координационной сфере комплексообразователя. Различают монодентатные (унидентатные) лиганды, связанные с центральным атомом через один из своих атомов, то есть одной ковалентной связью, бидентатные (связанные с центральным атомом через два своих атома, то есть, двумя связями), три-, тетрадентатные и т. д.

Координационный полиэдр — воображаемый молекулярный многогранник, в центре которого расположен атом-комплексообразователь, а в вершинах — частицы лигандов, непосредственно связанные с центральным атомом.

Координационное число (КЧ) — число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Для комплексных соединений с монодентантными лигандами КЧ равно числу лигандов, а в случае полидентантных лигандов — числу таких лигандов, умноженному на дентатность.

Классификация

Существует несколько классификаций комплексных соединений в основу которых положены различные принципы.

Дата добавления: 2015-07-26