Глава 3.5. Комплексонометрическое титрование
В титриметрическом анализе наряду с реакциями образования малорастворимых соединений применяются также реакции с образованием комплексных соединений. Реакции комлексообразования могут использоваться в титриметрии при условии их протекания с высокой скоростью, стехиометрично и количественно. Связывание определяемого иона в комплекс тем полнее, чем прочнее этот комплекс, т.е. чем меньше константа его нестойкости.
Для химического анализа широко применяют группы органических реактивов, объединенных под общим названием «комплексоны». Большинство комплексонов – это производные иминодиуксусной кислоты
HN(CH2COOH)2, способные образовывать устойчивые комплексные соединения с ионами Ca2+, Mg2+, Zn2+ и другими катионами. Чаще всего в титриметрическом анализе применяют комплексон, называемый трилоном Б, из которого приготовляют стандартный раствор для титрования методом комлексонометрии. Трилон Б – двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА, комплексон III):
HOOC – H2C CH2 – COONa
N – CH2 – CH2 – N • 2H2O NaOOC – H2C CH2 – COOH
Трилон Б, как и другие комплексоны, образует прочные, растворимые в воде комплексные соединения с ионами магния, щелочно-земельных металлов, марганца, редкоземельных и др. При комплексообразовании ион металла замещает ион водорода в карбоксильных группах комплексона и связывается координационно с атомами азота, например, с ионами металлов
ЭДТА образует внутрикомплексные соли:
HOOC – H2C CH2 – COONa
N – CH2 – CH2 – N + Ca2+ = NaOOC – H2C CH2 – COOH
Са
OOC – H2C CH2 – COONa
= N – CH2 – CH2 – N + 2H+ NaOOC – H2C CH2 – COO
Чтобы равновесие сдвигалось в сторону образования комплекса необходимо связывать ионы водорода. Для этого используют аммиачный буферный раствор, обеспечивающий достаточно высокое значение рН раствора. Индикаторами в комплексонометрии служат органические реактивы, которые дают с определяемым ионом характерно окрашенные соединения.
Для них характерно резкое отличие их цвета от цвета раствора самого индикатора. Именно вблизи точки эквивалентности, когда почти все определяемые ионы связаны в комплекс трилоном Б, окраска раствора меняется. Особенностью также в комплексонометрии является применение индикаторов, образующих окрашенное соединение с определяемым ионом.
Лабораторная работа № 8