Способи комплексонометричного титрування

У комплексонометрії застосовують різні способи титрування – пряме, зворотне, титрування замісника, окисно-відновне, непряме, алкаліметричне титрування.

У методі прямого титрування досліджувані йони у присутності металохромного індикатора і буферного розчину титрують розчином комплексону. Цим способом визначають жорсткість води, йони Cu²⁺, Co²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ та інші. При цьому розрахунки ведуть виходячи з того, що утворюються комплекси, у яких співвідношення йон металу: комплексон становить 1:1.

Пряме титрування має переваги над зворотним. Але в деяких випадках застосовувати пряме титрування неможливо, наприклад, коли немає відповідного індикатора на йон, який визначається, або коли йон дуже повільно реагує з титрантом-комплексоном, або коли при сприятливих для титрування значеннях рН досліджуваний йон видаляється з розчину. В таких випадках часто застосовують зворотне титрування. Для цього до розчину, в якому міститься досліджуваний йон, додають в невеликому надлишку точно відомий об’єм титрованого розчину трилону Б, буферний розчин, індикатор, нагрівають суміш для завершення реакції, охолоджують і надлишок комплексону відтитровують стандартним розчином MgSO₄ чи ZnSO₄.

Забарвлення розчину в кінцевій точці титрування зумовлено утворенням комплексу металоіндикатора з йонами Mg²⁺ чи Zn²⁺.

У методі зворотного титрування суттєво впливає на результат аналізу як похибка в титрі розчину комплексону, так і похибка в титрі другого титранту-розчину MgSO₄ чи ZnSO₄, що особливо несприятливо у тих випадках, коли додають великий надлишок розчину ЕДТА і результат титрування потім розраховують за різницею двох близьких за величиною чисел.

Метод титрування замісника полягає у наступному:

До розчину, що аналізується, додають комплексну сполуку Mg²⁺ з ЕДТА. При цьому, якщо комплексонат йона металу, що визначається, більш стійкий, ніж комплекс MgY^2– (Y^2– – аніон комплексону), що, як правило, завжди так і буває, то відбувається наступна реакція:

Meⁿ⁺ + MgY^2– → MeY^n–4 + Mg²⁺.

Отже, у розчині досліджуваний катіон Meⁿ⁺ заміщується Mg²⁺-іоном, який потім відтитровують. Якщо пряме титрування Meⁿ⁺-іона неможливе через малу швидкість його реакції з ЕДТА, то і реакція витіснення йона Mg²⁺ теж відбувається повільно, тому необхідно чекати доки процес відбудеться повністю чи навіть прискорювати його нагріванням розчину перш, ніж почати титрування йона Mg²⁺, що виділився.

Зрозуміло, що досліджуваний йон металу можна заміщувати не тільки йоном Mg²⁺, але і іншими йонами, а як комплексоутворюючу речовину зовсім не обов’язково застосовувати ЕДТА.

Метод алкаліметричного титрування в комплексонометрії базується на тому, що при взаємодії досліджуваного катіону з комплексоном виділяється еквівалентна кількість Н⁺-іонів, які потім відтитровують лугом у присутності кислотно-основного індикатора.