Основні положення аналітичних методів, застосовуваних при аналізі води Комплексометрія

Комплексометричний метод заснований на використанні здатності деяких амінополікарбонових кислот і їхніх солей-комплексонів утворювати з катіонами розчинні комплексні сполуки – комплексонати. У цей час відомо ряд комплексонів, з яких найбільше практичне застосування одержала двунатрієва сіль етилендіамінотетраоцтової кислоти, тобто комплексон III, або трилон Б* – . Механізм взаємодії комплексона III з катіонами полягає в тому, що у водяному розчині цей комплексон дисоціює на іони за рівнянням

де – умовне позначення аніона комплексона III.

При цьому аніон утворює комплексні сполуки з катіонами:

для двовалентних катіонів

або в загальному вигляді

де – валентність катіона.

Як видно із цих рівнянь, грам-іон комплексона III завжди зв'язує грам-іон металу незалежно від валентності останнього. При цьому звільняються два грам-іони водню. Для того, щоб забезпечити значення рН середовища, необхідне для утворення комплексоната, застосовують буферний розчин.

При хімічному аналізі будівельних матеріалів застосовують пряме та зворотне титрування. У першому випадку пробу переводять у розчин, у якому забезпечують необхідне значення рН. Отриманий розчин титрують комплексоном III. Крім комплексона III відомі комплексон II – етилендіамінтетраоцтова кислота (ЕДТА), а також комплексон I – нітрилотриоцтова кислота (HTA). Розчин комплексона III необхідно зберігати в сулії з поліетилену.

Зворотне титрування застосовують у трьох випадках:

1. катіон, що визначається, не може бути утриманий у розчині при значенні рН, необхідному для утворення комплексної сполуки;

2. відсутній відповідний індикатор на зумовлений катіон;

3. комплексна сполука зумовленого металу з комплексоном III утворюється не миттєво, а в часі (наприклад, при визначенні алюмінію).

При зворотному титруванні додають в аналізований розчин надлишок комплексона III, а потім його відтитровують титрованим розчином солі, наприклад , та ін.

При комплексометричному титруванні використовують металіндикатори, які утворюють із даним катіоном інтенсивно забарвлену комплексну сполуку. Однак вона менш міцна, ніж сполука катіона з комплексоном III, тому останній витісняє катіон з комплексної сполуки, утвореної катіоном з індикатором.

У момент досягнення еквівалентної точки, тобто коли весь катіон зв'язується комплексоном III, виникає забарвлення вільного індикатора, що відрізняється від забарвлення комплексної з ним сполуки.

Найбільш часто вживають наступні індикатори: еріохром чорний Т, кислотний хром синій К, кислотний хром темно-синій (при визначенні та ); мурексид, флуорексон (при визначенні ) та ін.

При комплексометричному титруванні еквівалентна точка може бути визначена не тільки візуально, але й амперометрично або фотометрично (фотометричне титрування).

Комплексометричний метод винятково простий, не вимагає застосування дорогої апаратури та дефіцитних реактивів. Цим методом визначають вміст заліза, алюмінію, магнію, кальцію в природних та штучних силікатах, шлаках, карбонатних породах, у матеріалах з високим вмістом глинозему, воді та ін.