6.Комплексометрическое титрование
Комплексометрическое титрование – это метод титтриметрического анализа, основанный на использовании реакций комплексообразования между определяемым компонентом анализируемого раствора и титрантом.
6.1.Классификация методов комплексометрического титрования
В зависимости от природы реагента существуют следующие методы:
1. Меркуриметрия – метод основанный на реакции образования растворимых слабо диссоциирующих комплексов ртути (II) .
2. Цианометрия – метод, основанный на использовании реакций образования слабо диссоциирующих цианадных комплексов металлов (Ag(I); Zn (II); Co(II); Ni(II)).
3. Фторометрия – метод, основанный на применении реакции образования фторидных соединений металлов , например Al(III); Zr(IV); Th(IV).
4. Комплексонометрия – метод, основанный на реакциях образования комплексных соединений катионов металла с комплексонами.
Наибольшее применение в аналитической практике нашла комплексонометрия.
6.2.Комплексонометрия
Начало применению комплексонов как аналитических реагентов положил Шварценбах (1945г.) . К комплексонам Шварценбах отнёс группу полиаминополиуксусных кислот, содержащих иминодиацетатные фрагменты: −N(CH2COOH)2 ,
связанные с различными алифатическими и ароматическими радикалами. В настоящее время известно большое число соединений, в которых вместо алкилкарбоксильных групп содержатся алкилфосфоновые, алкиларсоновые и другие группы. Наибольшее применение нашли тридентантный реагент иминодиуксусная кислота
CH2COOH
H
N
CH2COOH
нитрилтриуксусная кислота
CH2COOH
N
CH2COOH
CH2COOH
и гексадентантный реагент этилендиаминтетрауксусная кислота,
,
которую мы в дальнейшем будем изображать сокращённо символом H4Y. Символ Y обозначает анион этой кислоты. Установлено, что H4Y имеет бетаиновое (цвиттер-ионное) строение:
Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) плохо растворима в воде. Минимальная растворимость наблюдается при рН 1,6 – 1,8, при повышении или понижении рН растворимость увеличивается. В сильно-кислых средах возможно образование протонированных форм
H5Y+ и H6Y2+ . Распределение различных протонированных форм в зависимости от рН представлено на рис.
Рис 6.1 Состояние
этилендиаминтетрауксусной кислоты в
водных растворах. Не обязательно!
α − молярные доли отдельных форм соединения.
В химическом анализе применяют не плохо растворимую кислоту, а её динатриевую соль, достаточно хорошо растворимую в воде, Na2H2Y· 2H2O, её называют трилон Б или комплексон III.
Большинство металлов (около 30) определяется прямым титрованием раствором трилона Б в присутствии металлоиндикатора, при определённом значении рН. Для создания необходисого значения рН используются специальные буферные смеси. Для реакций, протекающих медленно или при отсутствии необходимого индикатора используют иногда и обратное титрование, основанное на добавлении избытка трилона Б и последующем оттитровывании его избыточного количества стандартным раствором с установленной концентрацией. Возможны и другие виды титрования.
Комплексы трилона Б с металлами отличаются высокой прочностью, что обусловлено наличием в молекуле комплексона шести функциональных групп с донорными атомами азота и кислорода, посредством которых молекула и присоединяется к катиону металла. При этом образуется несколько пятичленных циклов. Трилон Б (ЭДТА) проявляет себя как гексадентантантный лиганд, образуя октаэдрические комплексы.