Методы комплексообразования

( еще называют хелатометрия)

Например, методы меркуриметрии и комплексонометрии основаны на реакциях образования координационных соединений:

Hg²⁺ + 2Cl^– = HgCl₂

Mg²⁺ + H₂Y^2- = MgY^2- + 2H⁺

Хотя число различных комплексонов в настоящее время составляет не одну сотню, под термином «комплексонометрическое титрование» обычно подразумевают титрование солями этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), чаще всего раствором ее двухзамещенной натриевой соли Na₂H₂Y·2H₂O (комплексон III), широко известный под торговым названием трилон Б.

Этилендиаминтетрауксусная кислота является четырехосновной кислотой.

На диаграмме распределения выделяют 3 буферные области:

H₂Y^2– pH = 2-4

HY^3- pH = 6-9

Y^4– pH > 9

Структурная формула динатриевой соли ЭДТА (комплексона III):

Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА в растворе протекают по уравнениям:

Ca²⁺+H₂Y^2- ó CaY^2-+ 2Н⁺

Bi³⁺+H₂Y^2- ó BiY^– + 2H⁺

Zr⁴⁺+H₂Y^2- ó ZrY + 2Н⁺

Следствия:

1) Образование в результате реакции титрования только соединения состава 1:1 (МY) и отсутствие в условиях титрования продуктов ступенчатого комплексообразования. Молярная масса эквивалента титранта (трилона Б) и определяемого катиона равны молярным массам.

2) Из уравнений видно, что степень протекания реакций зависит от рH раствора (щелочная)

3) В ходе титрования выделяются ионы H⁺, изменяется значение pH титруемого раствора. Поэтому титрование комплексоном ІІІ обычно проводят в подходящем буферном растворе.

Индикаторы -металлохромные индикаторы.

Они в свободном виде обладают одним цветом, а в комплексе с металлом – другим. Первым индикатором такого типа был мурексид. Его открыли случайно в лаборатории, занимающейся синтезом комплексонов. Было замечено, что когда после работы с урамилдиуксусной кислотой колбу мыли водопроводной водой, происходило резкое изменение окраски. Оказалось, что изменение окраски вызывается реакцией ионов Са²⁺, содержащихся в водопроводной воде, с мурексидом, который образовывался при окислении урамилдиуксусной кислоты кислородом воздуха.

Требования к металлохромным индикаторам:

1) Образующийся комплекс металла с индикатором должен быть слабее, чем комплекс металла с ЭДТА (примерно в 10-100раз).

2) Интервал перехода индикатора должен находиться в пределах скачка титрования.

Сейчас получено более 150 индикаторов. Наиболее известный из них – эриохром черный Т (общая формула H₃Ind):

Протон в сульфогруппе в растворе диссоциирует практически нацело, поэтому форма нахождения индикатора в растворе H₂Ind^–. Отщепление H⁺-ионов (диссоциация) от гидроксильных групп приводит к изменению цвета индикатора:

рН=6,3 pH=11,5

H₂Ind^– ó HInd^2– ó Ind^3–

винно- голубой оранжевый

красный

Me²⁺ + HInd^2– + NH₃ ó MeInd^– + NH₄⁺

голубой красный

Далее титруют раствором комплексона Ш, комплекс металла с индикатором менее прочный, он разрушается:

MeInd^–+ HY^3– + NH₃ ó MeY^2–+HInd^2-+NH₄⁺

красный голубой

Таким образом, в точке эквивалентности мы видим цвет свободного индикатора в аммиачном буфере.

Дата добавления: 2015-10-02