Комплексонометрическое титрование

Комплексонометрическое титрование основано на реакциях, в результате которых определяемые ионы образуют комплексные соединения с некоторыми органическими соединениями. Для того чтобы реакция комплексообразования могла быть использована в титриметрическом анализе, она должна протекать быстро, стехиометрично и количественно. Этим требованиям удовлетворяют реакции с комплексонами. Комплексоны представляют собой аминополикарбоновые кислоты и их соли. Точку эквивалентности устанавливают с помощью так называемых металлоиндикаторов. Это органические красители, образующие с определяемыми ионами металлов комплексные соединения, менее прочные, чем комплекс металла с комплексоном.

Титрант: наибольшее значение из комплексонов имеет комплексон III или трилон Б (двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты)

 

 

НООСН₂С CН₂СООNa

N – СН₂ – СН₂ – N ∙ 2Н₂О

NaООСН₂С СН₂СООН

 

 

Комплексон III образует со многими катионами достаточно прочные и растворимые в воде внутрикомплексные соли. Так, образование внутрикомплексного соединения комплексона III с каким-либо двухзарядным ионом металла происходит в результате замещения металлом атомов водорода в карбоксильных группах и одновременного взаимодействия катиона с неподеленными электронными парами атомов азота (за счет координационной связи). Упрощенно молекулу комплексона III (трилона Б) изображают как Na₂H₂Y. Тогда реакция с двухзарядным катионом имеет вид:

 

Ме²⁺ + [H₂Y]^2- ↔ [MeY]^2- + 2H⁺

 

Индикаторы: мурексид, хромоген черный ЕТ-00 (эриохром черный Е).

Определяемые вещества: катионы Са²⁺, Мg²⁺ в растительных и животных тканях, молоке, крови, почве, определение общей жесткости воды. Также определяют катионы Zn²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺ и др.

Рассмотрим определение катионов Са²⁺ методом комплексонометрии. Комплексон III (трилон Б) образует с ионами Са²⁺ бесцветное, прочное и растворимое в воде внутрикомплексное соединение:

 

Са²⁺ + [H₂Y]^2- = [СаY]^2- + 2H⁺

 

Для установления точки эквивалентности используют индикатор мурексид, анион которого Ind^- имеет сине-фиолетовую окраску. Комплекс мурексида с катионом Са²⁺ имеет красный цвет:

 

Са²⁺ + Ind^- = CaInd⁺

красный

 

В процессе титрования трилон Б извлекает катион Са²⁺ из комплекса CaInd⁺, связывая его в более прочный комплекс [СаY]^2-, при этом освобождающиеся анионы мурексида Ind^- сообщают раствору в точке эквивалентности сине-фиолетовую окраску:

 

CaInd⁺ + [H₂Y]^2- → [СаY]^2- + Ind^- + 2H⁺

красный фиолетовый

 

 

? Контрольные вопросы

1. На чем основано комплексонометрическое титрование? Определяемые объекты в комплексонометрии.

2. Что такое комплексоны? Приведите структурную формулу комплексона III. Объясните образование внутрикомплексной соли между комплексоном III и металлом.

3. Что такое металлоиндикаторы? Приведите примеры.

4. На примере определения ионов Са²⁺ комплексонометрическим методом объясните сущность метода и переход окраски раствора.