Кривые титрования

Как показывают уравнения реакции взаимодействия катионов ЭТДА, при титровании происходит выделение ионов водорода, для связывания которых в анализируемый раствор вводят аммиачный буфер или щелочь.

В результате расчетов мы можем построить кривую титрования, в которой имеется точка эквивалентноси, в которой происходит резкий скачок из-за резкого измениния концентрации ионов никеля (скачок титрования). Этот скачок титрования, как и вся кривая, характеризует изменение условной концентрации ионов никеля Ni²⁺ в ходе титрования.

Величина скачка титрования зависит от констант устойчивости образующихся комплексов в растворе и концентрации реагентов. Суммарный эффект устойчивости комплексов и концентраций “вспомогательного” лиганда отражается условной константой устойчивости. Чем меньше условая константа устойчевости, тем меньше скачок титрования. Численное значение условной константы устойчивости определяется истинной константой устойчевости комплекса, образующегося при титровании, константами устойчивости с “вспомогательным” лигандом и pH раствора.

Способы фиксирования точки эквивалентности

Определение точки эквивалентности при комплексонометрическом титровании может быть проведено различными способами.

Во-первых, используют обычные кислотно-основные индикаторы, так как реакция комплексообразования сопровождается выделением H⁺-ионов в количестве, эквивалентном количеству определяемого ка­тиона:

Выделившуюся кислоту определяют методом нейтрализации с обыч­ными кислотно-основными индикаторами.

Во-вторых, применяют металл-индикаторы, представляющие собой органические красители, которые образуют с катионами определяемых элементов растворимые в воде окрашенные комплексные соединения. Получаемые при этом комплексные соединения менее устойчивы, чем внутрикомплексные соли, образуемые определяемыми катионами с комплексонами. Поэтому в процессе титрования комплексоном раствора, содержащего окрашенное комплексное соединение, образуемое опреде­ляемыми катионами с индикатором, в точке эквивалентности наблю­дается изменение окраски раствора. Это объясняется тем, что комплексное соединение индикатора разрушается и индикатор выделяется в свободном виде. Так как окраска комплексного соединения индикатора отличается от окраски свободного индикатора, то происхо­дит изменение окраски титруемого раствора.

Схематично это можно представить следующим образом;

Таким образом, металл-индикатор реагирует на изменение кон­центрации катиона аналогично тому, как кислотно-основной индикатор ведет себя при изменении рН титруемого раствора.

В-третьих, для фиксирования точки эквивалентности применяют окислительно-восстановительные (ред-окс) индикаторы и инструмен­тальные методы.

Практическое применение

Высокая устойчивость координационных соединений ионов металлов с Y^4- - открывает принципиальную возможность титриметрического определения большой группы катионов. В зависимости от устойчевости координационных соединений с титрантом и с индикатором, а также от других особенностей реагирующей системы применяют методы как прямого титрования, так и титрования по остатку и замещению.

В настоящее время комплексонометрические методы разработаны для анализа очень многих объектов. Например, определение жесткости воды, определение Mg²⁺ и Ca²⁺ в различных растворах и материалах, комплексонометрический анализ различных сплавов, руд и концентратов, определение сульфата, фосфата и других анионов, анализ органических соединений и др.