9. Характеристики металлоиндикаторов. Индикатор эриохром черный т, свойства, характеристика. Кривые титрования.

Металлоиндикаторы – это органические реагенты, обратимо изменяющие окраску под влиянием Меⁿ⁺-ионов. Индикаторы комплексонометрии также образуют с ионами внутрикомплексные соли, которые по условиям титрования должны быть менее устойчивы по сравнению с комплексонатами ионов данного металла; причём цвет комплексонов должен отличаться от цвета свободного индикатора.

Механизм действия металлоиндикаторов заключается в следующем.

М²⁺+ 2 НInd ↔ МInd₂+ 2 Н⁺

Цвет 1 Цвет 2

Образовавшиеся комплексные соединения менее устойчивы, чем внутрикомплексные соли, которые образуются при титровании раствора катиона комплексонами.

МInd₂+ Н₂Y^2-↔ МY^2-+ 2 НInd

Цвет 2 Цвет 1

В точке эквивалентности комплексное соединение индикатора и металла разрушается, индикатор выделяется в свободном виде, а определяемый катион образует комплексное соединение с комплексоном. Окраска комплексного соединения индикатора и катиона отличается от окраски свободного индикатора, поэтому в точке эквивалентности происходит изменение окраски титруемого раствора.

Процесс образования комплекса между металлом и индикатором характеризуется константой устойчивости:

М + Ind ↔ МInd

Заметное изменение цвета раствора происходит при равенстве концентра-

ций [МInd] = [Ind], тогда:

Интервал перехода индикатора устанавливается при изменении соотношения [МInd] / [Ind] от 1/10 до 10/1 и будет равен:

рМ = lgβ ± 1

В качестве индикаторов в комплексонометрии применяют красители: мурексид, кислотный хром тёмно-синий, кислотный хромоген чёрный специальный (эрихром чёрный Т) и др. Последние два в щелочной среде имеют синюю окраску. Ионы кальция, магния и ряда других металлов образуют с индикаторами внутрикомплексные соединения (MeInd), окрашенные в вишнёво-красный цвет.

К металлоиндикаторам предъявляется ряд требований:

1. металлоиндикаторы должны в выбранной области рН образовывать с ионами металлов устойчивые комплексы MInd.

2. Комплекс иона металла с индикатором должен быть кинетически лабильным и быстро разрушаться под действием титранта.

3. Изменение окраски в конечной точке титрования должно быть контрасным.

Эриохром черный Т. Эриохром черный Т является органическим азокрасителем группы о,о’-диоксиазонафталина:

диссоциирующий с образованием Н⁺, H₂Ind  , Hind²  , Ind³  . В его молекулу входят две фенольные группы и хромофорная азогруппа. Поэтому Эриохром черный Т способен реагировать с ионами металла-комплексообразователя с образованием комплексных соединений. Сам индикатор окрашен в синий цвет. В нейтральной или щелочной среде при рН = 7  11 он образует с ионами металлов (Cu²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, In³⁺, Al³⁺ и др.) соединения красного цвета.

Уравнение реакции можно представить в следующем виде: заключительная стадия титрования ЭДТА протекает согласно уравнению

Ме²⁺ + HInd²   ⇄ Melnd   + H⁺

синий красный

Melnd   + Na₂H₂Y + ОН  → Na₂MeY + Hind²   + Н₂О

Для поддержания рН раствора на требуемом уровне обычно в титруемый раствор добавляют аммиачную буферную смесь.

3  при рН 11.