Комплексометрия. Комплесонометрическое титрование
Комплесометрия основана на реакциях образования комплексов. Несмотря на их огромное разнообразие, метод не нашел широкого распространения, т.к. эти реакции проходят в несколько стадий. Из множества реакций применение в титриметрии нашли только реакции с участием ионов:
1) Ртути (II) - меркурометрия
(где Х = Cl-, Br-, J-, SCN-)
2) CN- - цианометрия
3) F- - фторометрия
Для того, чтобы на кривой титрования получились скачки, соответствующие отдельным ступеням комплексообразования, необходимо выполнение условия дифференцированного титрования
где - константы равновесия реакции комплексообразования по I, II, III,… ступеням.
Для большинства реакций коплексообразования различие между константами равновесия образования комплексов отдельных ступеней составляют 102 – 104. Для таких реакций получается кривая титрования с одним скачком титрования.
Широкое практическое применение метод комплексообразования нашел с открытием новых комплексообразователей – производных аминополикарбоновых кислот - комплексонов. Метод анализа с применением комплексонов получил название комплексонометрия.
Метод комплексонометрического титрования основан на реакциях образования внутрикомплексных соединений ионов металлов с комплексонами. Ионы металлов, участвующие в комплексообразовании, являются акцепторами электронных пар, тогда как аминополикарбоновые кислоты - их донорами.
Достоинствами метода являются:
- реакция одностадийная, протекает быстро, состав образующегося комплекса прост и отвечает соотношению металл-лиганд 1:1(для МоО22+ может быть 2:1);
- комплекс очень устойчив вследствие циклообразования (за счет энтропийного фактора) и хорошо растворим в воде.
С помощью комплексонов можно определить почти все металлы и этот метод начинает вытеснять осадительное титрование, гравиметрию, окислительно-восстановительное титрование.
Наиболее распространены 3 комплексона:
нитрилотриуксусная кислота – комплексон I (Н3Y);
этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) – комплексон II (H4Y;)
динатриевая соль ЭДТА - комплексон III (трилон Б).
Cокращенно пишут Na2H2Y4 · 2Н2О.
В связи с лучшей растворимостью в воде наиболее широкое практическое применение нашел трилон Б.
Образование трилоном Б внутрикомплексного соединения с каким-нибудь двухзарядным катионом происходит путем замещения металлом атомов водорода карбоксильных групп и одновременного взаимодействия катиона с атомами азота аминогрупп (за счет координационной связи):
Такие реакции комплексообразования можно представить в виде:
Повышение кислотности среды препятствует образованию комплекса МеY2¯, поэтомупри комплекс. титровании используют буферные растворы.
Чтобы реакция комплексообразования прошла с достаточной полнотой (99,99 %) и могла быть использована в количественном анализе константа образования комплекса должна быть больше 108. В этом случае остаточные концентрации [Ме2+] и [Y4¯] в момент эквивалентности не превышают 1·10-4 от единицы. Общая константа образования комплекса или устойчивость комплекса β выражается уравнением
Устойчивость комплексов металл-ЭДТА различна в зависимости от природы иона металла, его зарядности и меняется в зависимости от рН среды. р- и d – элементы могут образовать комплексы с ЭДТА и в кислой среде. К ним относятся комплексы с Bi3+, Fe3+, Cr3+ и т.д. В то же время определение Ва2+, Mg2+, Cr2+ комплексонометрическим титрованием проводят в щелочной среде.
Как видно из уравненеия реакции комплексообразования. При титровании комплексоном III происходит выделение ионов водорода, для связывания которых в анализируемый раствор вводят буферный раствор.
Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 668;