9.4 Условия проведения комплексонометрического титрования

1. Необходимо создать оптимальное значение рН. Нижняя граница оптимального для титрования значения рН определяется тем значением рН, при котором комплексонат еще достаточно устойчив. Верхняя граница этого интервала зависит от значения рН, при котором начинают образовываться гидроксокомплексы или осадок гидрокcида. Для предотвращения образования осадка в титруемый раствор иногда добавляют комплексообразующис вещества (аммиак, тартраты, и.т. п.). Обшая закономерность такова: чем больше заряд иона металла, тем более прочные комплексонаты он образует и тем более склонен к гидролизу, поэтому тем меньшим оказывается оптимальное для титрования значение рН. 2. Необходимо поддерживать определенное значение рН с помощью буферного раствора. Любое комплексонометрическое титрование проводят в присутствии буфера.

9.5 Решение типовых задач

1. Определить молярную концентрацию, рабочего раствора ЭДТА (комплексона III), если на титрование навески металлического цинка массой 0,0131 г, растворенного предварительно в кислоте, затратили 18,46 мл этого раствора.

Решение. В соответствии с законом эквивалентов:

n(ЭДТА) = n(Zn) = m(Zn)/M(Zn).

Обозначим молярную концентрацию раствора комплексона III (трилона Б) как С(ЭДТА), тогда количество вещества (моль) титранта выразится как:

n(ЭДТА) = C( ЭДТА) · V( ЭДТА)/1000.

Приравнивая эти выражения, получаем, что молярная концентрация раствора ЭДТА равна:

С(ЭДТА) = m(Zn) ·1000/(M(Zn) · V(ЭДТА)).

Подставляя числовые значения получаем:

С(ЭДТА) = 0,0131 · 1000/(65,38 · 18,46) = 0,01085 моль/л.

2. Вычислить массовую долю (%) СаСОз и МgCOз в известняке, если после растворения 1,000 г его получили 100,0 мл раствора, на титрование 20,00 мл которого для определения суммы Са и Mg с эриохромчерным израсходовали 19,25 мл 0,05140 М ЭДТА, а на титрование Са с мурексидом в отдельной пробе затратили 6,25 мл того же раствора ЭДТА.

Решение: Обозначим через w(СаСОз) массовую долю (%) СаСОз, то по результатам титрования пробы на содержание Са с мурексидом можно записать:

масса Са в пробе (1 г): m(СаСОз) = C(ЭДТА) · V₂(ЭДТА) · М(СаСОз) ·Vк/Vп , где C(ЭДТА) - концентрация ЭДТА, V₂(ЭДТА) - объем титранта, затраченный на титрование Са, выраженный в литрах, М(СаСОз) - молярная масса СаСОз, Vк/Vп - отношение всего контрольного объёма (100мл) раствора к объёму аликвоты (20 мл), взятой для титрования.

массовая доля равна отношению массы определяемого вещества к массе пробы известняка: w(СаСОз) = mСаСОз) ^. 100% / m(извест) = C(ЭДТА) ^. V₂ ^. М(СаСОз)/1000 · Vк/Vп · 100%/m(извест.) = 0,05140 · 0,000625 · 100,9 · (100/20) ^. (100%/1,000) = 16,08% (СаСОз).

Объём стандартного раствора ЭДТА, затраченный на титрование Мg, найдем как V₁ - V₂ = 19,5 - 6,25 =13,00 мл = 0,013 л, тогда:

w(MgCOз) = С(ЭДТА) · (V₁ -V₂) · М(MgCOз) · (Vк/Vп) · 100%/m(извест.) = 0,05140 · 0,013 · 84,314 ∙ (100/20) ∙ (100%/1) = 28,17% (MgCOз).

4. Рассчитать равновесную концентрацию ионов никеля в 0,1 М растворе Ni(NH₃)₆²⁺. β(Ni(NH₃)₆²⁺) = 2,0 ^. 10⁸ , lgβ = 8,31.

Решение:

Уравнение реакции образования комплексного иона: Ni²⁺ + 6NH₃ = [Ni(NH₃)₆]²⁺_.

Запишем выражение для константы устойчивости комплексного иона:

.

Из уравнения образования комплекса следует, что при диссоциации (реакции обратной образованию) одного комплексного иона образуется один ион никеля и шесть молекул аммиака. Обозначим значение молярной концентрации ионов никеля за х, тогда концентрация аммиака равна 6х. Подставляем в выражение константы устойчивости значения концентраций всех компонентов

([Ni²⁺] = x, [NH₃] = 6x, [Ni(NH₃)₆]²⁺ = 0,1 – x):

. Так как х<<0,1, то можно принять, что 0,1 – х = 0,1. Тогда

. Для решения уравнения, содержащего неизвестное в седьмой степени прологарифмируем обе части уравнения и с учетом того, что логарифм произведения равен сумме логарифмов получаем: lgβ = lg0,1 – lg6 – 7ּlgx. Откуда: . Откуда: х = 10^-1,44 = 0,036 моль/л.