3.Комплексонометрия.

Комплексонометрия основана на реакции образования комплексов. Применяют реакцию образования галогенидов ртути (II),фторидов алюминия, циркония, тория и цианидов некоторых тяжелых металлов (никель, кобальт, цинк). На образовании этих комплексов основаны методом меркуриметрии, фторидометрия, цианидометрия.

Титрование с использованием полидентатных органических лигандов называют комплексонометрией.

Наиболее часто применяют этилендиаминотетрауксусную кислоту (комплексон II), анион ее обычно обозначают символомY. На практике используют ее двунатриевую сольNa₂H₂Y*2H₂O(комплексонIII) обозначаемую ЭДТА. Высокая устойчивость комплексов ионов металлов с ЭДТА обусловлена наличием в молекуле ЭДТА шести групп с донорными атомами азота и кислорода. Поэтому во всех комплексах ЭДТА проявляют себя как шестидентатный лиганд и образуют октаэдрические комплексы преимущественно составаMY^(n-4)+.В общем виде образование комплексонатов с ЭДТА составаMY^(n-4)+можно описать реакцией.

ML^(n-qL)+ + H_iY^(4-i)- = MY^(n-4)+ + qL^b- + iH⁺

Комплексы HLq^(n-4)+должны быть менее устойчивыми чем комплексыMY^(n-4)+поэтому при прибавлении ЭДТА В раствор с определенным значением рН, содержащим ионы металла и вспомогательный лигандL, происходит реакция обмена лигандами.

ЭДТА

NaOOCH2C CH2COOH

‎‎ > N─CH₂─CH₂─N<

NaOOCH2C CH2COOH

Ка1 = 10^-2рКа1 = 2

Ка2 = 2,16·10^-3 рКа2 = 2,67

Ка3 = 6,92·10^-7рКа3 = 6,16

Ка4 = 5,5·10^-11рКа4 = 10,26

3.1. Титрование ионов Mg²⁺ 0,1 М раствором ЭДТА.

Для построения кривой титрования введем понятие степени оттитрованности. Степень оттитрованности fчисленно равна отношению оттитрованности в данный момент количества вещества эквивалента к исходному количеству:

f=

Другими словами, степень оттитрованности показывает, какая часть исходного вещества оттитровалась.

fn_o-показывает сколько моль определенного вещества оттитровалась.

n_отт=fn_o

Следовательно, мы можем узнать сколько моль вещества недотитровалось:

n_недот =n_o-fn_o

n_недот = (1-f)n_on_недотэто количество оставшегося определяемого вещества.

Без учета изменения объема один процент титрования (V_р-ра=V_т), ионной силы и конкурирующих реакций используя выражение для молярной концентрации, можно записать , что [ недот ] = (1-f)C_o

В следствии чего что вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах можно записать n_от =n_т, тогда

f=

Уравнение реакции определения цинка выглядит следующим образом:

Mg²⁺+Y^4-ZnY^2-

ⁿⁿ

Константа устойчивости MgY^2-равна=1,8*10¹⁶

Расчет кривой титрования до точки эквивалентности.

n_т <n_o,то естьf< 1.В растворе имеются недотитрованные катионыMgпотому

pMg=-lg[Mg²⁺]

концентрация это есть количество вещества одного объема раствора, то есть можно записать:

[Mg²⁺] = объем не изменяется, поэтому

[Mg²⁺] =,n_недот (Mg²⁺) есть количествоMg²⁺оставшегося после прибавления титранта.

N_недот = (1-f)n_о(Mg²⁺)pZn=. Здесь величинаесть начальная концентрация катионов цинкаC_o(Mg²⁺).

Таким образом, конечная формула для расчета кривой титрования катионов Mg²⁺до точки эквивалентности

pMg = -lg (1-f) C_o(Mg²⁺)

pMg = -lg (1-f) – lg (C_o(Mg²⁺))

Расчет кривой титрования в точке эквивалентности.

То есть при n_т =n_о,f= 1

В точке эквивалентности имеется водный раствор соединения титранта с катионами Mg²⁺. Поэтому единственным источником катионаMg²⁺является диссоциация комплекса. А показателем концентрации определяется константой устойчивости данного комплекса.

[Mg²⁺] = [Y^4-]

[Mg²⁺] = pMg = - lg

MgY^2-диссоциирует незначительно и поэтому можно принять [MgY^2-] <C_o(Mg²⁺)

pMg= - pMg= -