Способи комплексонометричного титрування

Вiдомо чотири способи проведення комплексонометричного титрування.

Пряме титрування – найбiльш розповсюджений спосiб, застосовується для визначення йонiв, якi швидко реагують з ЕДТА, при умовi, що є можливiсть пiдiбрати вiдповiдний iндикатор. Цей спосiб використовується для визначення Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺ та iнших.

Зворотнє титрування використовується тодi, коли для прямого титрування не можна пiдiбрати вiдповiдний iндикатор, катiони металу дуже повiльно реагують з титрантом, при сприятливих значеннях рН визначуваний йон осаджується у виглядi гiдроксокомплексу. До аналiзованого розчину додають надлишок ЕДТА i залишають на деякий час, а потiм залишок ЕДТА титрують стандартним розчином iншого металу (звичайно Mg²⁺ або Zn²⁺), для якого реакцiя з комплексоном вiдповiдає умовам прямого титрування. Способом зворотнього титрування визначають Al³⁺, Cr³⁺, Ni²⁺, Hg²⁺, Pb²⁺.

Титрування за методом заміщення використовують поряд зі способом зворотнього титрування тодi, коли неможливе пряме титрування визначуваного катiона. До аналiзованого розчину додають надлишок розчину комплексонату iншого металу (переважно застосовують розчин MgY^2–). При цьому протiкає реакцiя заміщення:

Meⁿ⁺ + MgY^2–  Mg²⁺ + MeY^(n–4)+,

пiсля чого заміщені йони магнiю титрують стандартним розчином комплексону. Йони металiв, що утворюють менш стiйкi комплекси, нiж магнiй, практично не заважають визначенню.

Непрямі способи титрування застосовують для визначення йонiв, якi безпосередньо з ЕДТА не реагують. Визначуванi йони можна осадити, а потiм визначати йони металу в осаді, наприклад, Na⁺ осаджують у виглядi натрiйцинкуранiлацетату:

Na⁺ + Zn²⁺ + 3UO₂²⁺ + 9CH₃COO^–  NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉,

а потiм в осаді визначають цинк титруванням комплексоном. Подiбним чином визначають також анiони, якi можна осадити у виглядi малорозчинних сполук йонами металiв, якi зручно титрувати розчином ЕДТА. Таким способом можна визначати анiони: SO₄^2–, PO₄^3–, F^–, S^2–, CNS^–, Cr₂O₇^2–, MoO₄^2–.

Способи фiксування точки еквiвалентностi

1. За допомогою кислотно-основних індикаторів. Якщо до нейтрального розчину солi металу додати надлишок стандартного розчину ЕДТА, то розчин стане кислим:

Meⁿ⁺ + H₂Y^2–  MeY^n–4 + 2 H⁺

i кислоту, що утворилася, можна вiдтитрувати лугом iз звичайними кислотно-основними iндикаторами.

2. За допомогою металоіндикаторів - речовин, що утворюють з йонами металiв iнтенсивно забарвленi сполуки, колір яких рiзко вiдрiзняється вiд кольору вiльних молекул iндикатора.

Якщо в розчин з йонами визначуваного металу ввести металоiндикатор, то утвориться комплексна сполука i розчин забарвиться у певний колiр, наприклад,

Me²⁺ + 2 HInd  MeInd₂ + 2 H ⁺.

синій вишневий

Під час титрування такого розчину ЕДТА утворюється комплексна сполука MeY^2–, яка є стійкішою, нiж MeInd₂, тому невеликий надлишок ЕДТА руйнує металоiндикаторний комплекс з вивiльненням вихiдних молекул, що приводить до початкового забарвлення розчину:

MeInd₂ + H₂Y^2–  2 HInd + MeY^2–.

вишневий синiй

Чiтке i правильне встановлення точки еквiвалентностi можливе за дотримання таких умов:

- комплекс iндикатора з йонами металу повинен мати достатню стiйкiсть;

- комплексонат йона металу з титрантом повинен бути набагато мiцнiшим, нiж його комплекс з iндикатором;

- добавка iндикатора в кількості, не бiльшій, ніж 1 % вiд концентрацiї визначуваного йона, повинна забезпечувати iнтенсивне забарвлення розчину;

- змiна забарвлення iндикатора в точцi еквiвалентностi повинна відбуватися чiтко i швидко.

Найчастiше як металоiндикатори використовуються азобарвники (ерiохромовий чорний Т), барвники трифенiлметанового ряду (ксиленоловий оранжевий, пiрокатехiновий фiолетовий) та сполуки, якi дають вибiрковi кольоровi реакцiї з деякими йонами металiв (мурексид, тайрон, тiосечовина та iншi).