• конические колбы для титрования на 100 мл – 2 шт.;

• макробюретка на 25 мл – 1 шт.;

• мерная колба объёмом 100 мл – 1 шт.;

• пипетка объёмом 10 мл – 1 шт.;

• аммонийная буферная смесь (рН ~ 9);

• 6 М раствор гидроксида натрия;

• сухая индикаторная смесь (тщательно растертые в ступке 0,5 г эриохрома черного Т и 50 г хлорида натрия);

• сухая индикаторная смесь (тщательно растертые в ступке 0,5 г мурексида и 50 г хлорида натрия);

• раствор трилона Б с точно известной концентрацией.

Выполнение работы:

Полученный в лаборантской в мерной колбе на 100 мл анализируемый раствор, содержащий ионы кальция и магния, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Затем с помощью пипетки на 10 мл в конические колбы для титрования отбирают 3-4 аликвотные пробы, составляющие 1/10 часть анализируемого раствора, добавляют 10 мл дистиллированной воды, 10 мл аммонийной буферной смеси, сухую индикаторную смесь эриохрома черного Т (на кончике шпателя) до фиолетовой окраски и титруют раствором трилона Б до перехода окраски в синюю (без примеси фиолетового). По показаниям бюретки определяют объём раствора трилона Б (V₁), пошедший на титрование суммарного количества кальция и магния, и полученные результаты заносят в таблицу:

№ пробы	V1i(H2Y2-), мл	V = | V1i –|, мл	%
1 2 3

Далее с помощью пипетки на 10 мл в конические колбы для титрования отбирают 3-4 аликвотные пробы, составляющие 1/10 часть анализируемого раствора, добавляют 25 мл дистиллированной воды, 5 мл 6 М раствора гидроксида натрия, сухую индикаторную смесь мурексида (на кончике шпателя) до розовой окраски и титруют раствором трилона Б до перехода окраски в фиолетовую. По показаниям бюретки определяют объём раствора трилона Б (V₂), пошедший на титрование кальция, и полученные результаты заносят в таблицу:

№ пробы	V2i(H2Y2-), мл	V = | V2i –|, мл	%
1 2 3

По результатам 3-4 титрований (относительная погрешность не более 0,3%) рассчитывают массу кальция и магния в анализируемом растворе:

. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

1. Приведите структурные формулы комплексонов и комплексонатов металлов с ними. Каковы особенности протекания реакций комплексообразования при комплексонометрическом титровании?

2. Как готовят рабочий раствор трилона Б и определяют его точную концентрацию?

3. Истинная константа устойчивости и условие применимости реакции комплексообразования в комплексонометрии. Перечислите факторы влияющие на величину константы устойчивости.

4. Как рассчитать условную константу устойчивости комплексоната при заданном рН раствора? Как влияет кислотность среды на устойчивость комплексонатов?

5. Как влияет присутствие дополнительных лигандов на устойчивость комплексонатов? Какая константа учитывает это влияние?

6. В каких координатах производится построение кривых комплексонометрического титрования? Нарисуйте типичную кривую комплексонометрического титрования. Как влияет на величину скачка прочность образующегося комплексоната?

7. Вывести формулы для расчета кривой комплексонометрического титрования при заданном значении рН. Как влияет на величину скачка на кривой титрования кислотность среды?

8. Каковы особенности расчета кривой комплексонометрического титрования с учетом дополнительного комплексообразования? Как влияет концентрация дополнительного лиганда на величину скачка на кривой комплексонометрического титрования?

9. Как зависит величина скачка на кривой комплексонометрического титрования от концентрации реагирующих веществ? В каком случае при титровании 0,01 М раствора MgSO₄0,01 М или 0,1 М раствором ЭДТА величина скачка будет больше?

10. В каком случае величина скачка титрования будет наибольшей и в каком – наименьшей, если титруют 0,01 М раствором ЭДТА: а) 0,01 М растворы MgSО₄, ZnSO₄, CoSO₄при рН=7; б) 0,01 М и 5·10^-3 М растворы CaCl₂ при рН=9; в) 0,01 М раствор NiSO₄ при рН=9 в присутствии 0,1 М и 0,05 М аммонийной буферной смеси?

11. Почему комплексонометрическое определение ионов Сo²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺ проводят в среде аммонийного буфера?

12. Почему определение катионов с зарядом 3+ и 4+ с помощью комплексонов проводят в кислой среде?

13. Как с помощью условных констант устойчивости определить оптимальные по рН условия комплексонометрического титрования, например, 0,01 М раствора CaCl₂ 0,01 М раствором трилона Б?

14. Как с помощью условных констант устойчивости определить оптимальные по концентрации аммиака условия комплексонометрического титрования при заданном рН, например, 0,02 М раствора ZnCl₂ 0,02 М раствором ЭДТА при рН=9?

15. Вычислить условные константы устойчивости комплексов с ЭДТА и оценить возможность раздельного титрования компонентов в смеси: а) Сu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ при рН=9 и рCN=1; б) Ni²⁺и Ca²⁺ при рН=10 и рNH₃=2.

16. Как провести последовательное комплексонометрическое определение компонентов смеси: а) Bi³⁺, Pb²⁺; б) Zn²⁺, Mg²⁺; в) Fe³⁺, Ca²⁺; г) Fe³⁺, Al³⁺, Mg²⁺?

17. В чем сущность раздельного комплексонометрического титрования компонентов смеси с использованием маскирующих реагентов: а) Cu²⁺ и Pb²⁺ в присутствии KCN; б) Ni²⁺ и Fe³⁺ в присутствии KF; в) Hg²⁺ и Zn²⁺ в присутствии KJ?

18. Каков механизм действия металлохромных индикаторов в комплексонометрии? Приведите структурную формулу эриохрома черного Т и охарактеризуйте его свойства. Почему этот индикатор применяют в нейтральной и слабощелочной средах?

19. Охарактеризуйте свойства металлохромных индикаторов ПАР и ПАН и укажите область их применения при комплексонометрическом титровании.

20. Металлохромные индикаторы на основе трифенилметановых красителей, их свойства и область применения.

21. Как осуществляется рациональный выбор металлохромного индикатора при комплексонометрическом титровании? Что такое показатель металлохромного индикатора рТ_М?

22. В чем заключается сущность прямого комплексонометрического титрования? Как выглядит уравнение материального баланса в этом случае?

23. В каких условиях (рН, температура, среда) следует проводить прямое титрование раствором трилона Б при определении: а) кальция с мурексидом; б) висмута с пирокатехиновым фиолетовым; в) меди с ПАН; г) цинка с эриохромом черным Т?

24. В чем заключается сущность обратного комплексонометрического титрования (титрование по остатку) и в каких случаях его применяют на практике? Как выглядит уравнение материального баланса в этом случае?

25. В каких условиях (рН, температура, среда, индикатор) следует проводить комплексонометрическое определение алюминия способом обратного титрования?

26. В чем заключается сущность вытеснительного комплексонометрического титрования (титрование по замещению) и в каких случаях его применяют на практике? Как выглядит уравнение материального баланса в этом случае?

27. В каких условиях (рН, температура, среда, индикатор) следует проводить комплексонометрическое определение способом вытеснительного титрования: а) Al³⁺ в присутствии комплексоната магния; б) Ва²⁺ в присутствии комплексоната цинка?

28. Каковы особенности косвенного комплексонометрического определения сульфатов?

29. Как определяют жесткость воды с помощью комплексонометрического титрования?

30. В чем сущность комплексонометрического определения кальция и магния в водном растворе при совместном присутствии? Расчетные формулы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. В 2-х кн.- М.:Высш.шк., 2001. Кн.1. - 615 с.

2. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. В 2-х т. – М.:Высш.шк.,1999. Т.2. – 493 с.

3. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2-х ч. – М.:Высш.шк., 1989. Ч.1. – 320 с.

4. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В 2-х кн. – М.:Химия, 1990. Кн.1. – 480 с.

5. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. В 2-х ч.– М.:Высш.шк.,1982. Ч.2. – 288 с.

6. Алексеев В.Н. Количественный анализ. – М.:Химия, 1972. – 504 с.

7. Крешков А.П. Основы аналитической химии. В 3-х т. – М.:Химия, 1976. Т.2. – 376 с.

8. Фритц Дж., Шенк Г. Количественный анализ. – М.:Мир, 1978. – 577 с.

9. Умланд Ф., Янсен А., Тириг Д., Вюнш Г. Комплексные соединения в аналитической химии. – М.:Мир, 1975. – 531 с.

10. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М.:Химия, 1989. – 448 с.

11. Государственная фармакопея СССР. XI. – М.:Медицина, 1987. Вып.1. – 336 с.