Індикатори хелатометричного титрування

Частіше за все точку еквівалентності при хелатометричному титруванні визначають за допомогою специфічних індикаторів-комплексоутворювачів – органічних барвників, що утворюють з катіонами забарвлені комплексні сполуки (метал-індикатори). Наприклад, катіони Ca²⁺ та Mg²⁺ дають з такими індикаторами внутрішньокомплексні сполуки червоного кольору. Ці сполуки, однак, є менш стійкими, ніж комплекси тих самих катіонів з комплексоном III. Тому при титруванні аналізованого розчину комплексоном іони металу переходять від індикатора до комплексону та виділяється вільний індикатор, що має синє забарвлення. Таким чином, в точці еквівалентності червоне забарвлення розчину змінюється на синє. Такий перехід найбільш чітко відбувається у лужному середовищі (при рН 8–10). Тому до титрованого розчину додають амоніачну буферну суміш (NH₄OH + NH₄Cl) або розчин NaOH до рН не менше 12 для нейтралізації іонів Н⁺, що виділяються в умовах реакції. Перехід забарвлення вважають не менш чітким, ніж у випадку кислотно-основних індикаторів.

Найчастіше для хелатометричного титрування використовують головним чином два специфічних індикатори – хромоген чорний спеціальний ЕТ-00 та мурексид, хоча можливі й інші варіанти: пірокатехіновий фіолетовий, ксиленовий оранжевий, кислотний хром синій К, сульфосаліцилова кислота.

Методи хелатометричного титрування

Існує кілька методів хелатометричного титрування: пряме та зворотне титрування, титрування замісника, алкаліметричне титрування. Метод прямого титрування здійснюється за описаними вище методиками та слугує для визначення катіонів: Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺ та ін. Метод зворотного титрування використовують у тому випадку, коли пряме титрування неможливе, наприклад, для визначуваного іону немає підходящого індикатору або комплексоутворення протікає надто повільно. Метод титрування замісника заснований на тому, що іони Mg²⁺ утворюють з комплексоном III менш стійкий комплекс, ніж більшість інших катіонів. Тому при змішуванні катіонів визначаємого металу (наприклад, Ca²⁺) з магнієвим комплексом комплексону відбувається обмінна реакція:

Ca²⁺ + Na₂[MgI] ↔ Na₂[CaI] + Mg²⁺

Утворені іони Mg²⁺ (замісника Ca²⁺) відтитровують комплексоном III за стандартними методиками. Метод алкаліметричного титрування застосовують виходячи з того, що при взаємодії комплексону III з катіонами виділяється еквівалентна кількість іонів Гідрогену:

Me²⁺ + [H₂I]^2– → [MeI]^2– + 2H⁺

Їх відтитровують лугом (алкаліметрично) у присутності одного з кислотно-основних індикаторів та розраховують вміст металу в розчині.

Використання комплексонометрії

У практиці агрохімічного аналізу хелатометричне титрування застосовують для визначення загальної жорсткості природних вод, вмісту домішок Mg²⁺ у калійних добривах, наприклад у K₂SO₄ чи у калійній солі.

Інші методи

Комплексонометричне титрування ґрунтується на утворенні комплексних сполук металоіонів не лише із органічними, але й з неорганічними лігандами. Із них найбільше поширення отримали феріціанідне та меркуриметричне титрування. У феріціанідному методі – титрант K₄[Fe(CN)₆] (жовта кров’яна сіль), індикатор – дифеніламін. У меркуриметричному титруванні титрантом є розчин Hg(NO₃)₂, що утворює з галогенідами міцні комплекси типу [HgHal₄]^2–; стандартними речовинами є KCl або NaCl, індикатором – дифенілкарбазон, який утворює з надлишком титранту комплекс синьо-фіолетового кольору. Слід також зазначити, що в комплексонометрії як стандарти використовують солі Mg²⁺, Ca²⁺ та Zn²⁺, наприклад, MgSO₄·7H₂O, CaCO₃ та ін.