Аналит_химия_лекции_1часть

21

Растворы, содержащие Mg2+, Са2+, Ва2+, титруют при рН = 9 – 10 в присутствии аммонийной буферной смеси.

Ион	β	рН	Буферный
			раствор
Mg2+	109	9–10	Аммонийный
Ca2+	1011
Fe2+	1014
Zn2+	1016
Sn2+	1018	5–7	Ацетатный,
			фосфатный
Cu2+	1019
Fe3+	1024
Bi 3+	1027		–
Th4+	1025	2–3
Zr4+	1030

Особенность комплексонометрического титрования состоит в том, что в одной пробе без предварительного разделения можно раздельно определять катионы различных металлов, варьируя условия с помощью буферных рас-

творов. Несколько металлов в растворе можно определять при условии, если константы устойчивости их комплексонатов отличаются более, чем на четыре порядка (β1/ β2≥104). При этом для титрования раствора соли каждого катиона должен быть свой индикатор.

2. Фиксирование точки эквивалентности. Для визуального фиксирования точки эквивалентности в комплексонометрии применяются металлоиндикаторы – органические соединения, изменение окраски которых зависит от концентрации ионов металла в растворе. Металлоиндикаторы с ионами титруемого металла образуют окрашенные комплексы.

Требования к металлоиндикаторам.

Индикатор должен образовывать достаточно устойчивый комплекс с ионами металла в соотношении Меn+ : Ind = 1:1.

Комплексное соединение металла с индикатором должно быть менее прочным, чем комплексонат данного металла:

β (МеInd) << β(МеY2–).

Комплекс МеInd должен быть кинетически подвижным и быстро разрушаться при действии комплексона III.

Окраска комплекса МеInd должна отличаться от собственной окраски металлоиндикатора. Переход окраски должен быть контрастным.

Металлоиндикаторы, как правило, являются многоосновными кислотами и в зависимости от рН могут существовать в различных формах, окраска которых зависит от реакции среды. Интервал перехода окраски индикатора рассчитывают по уравнению:

22

∆pMe = lg β(МеInd) ± 1.

Наибольшее применение в анализе среди металлоиндикаторов получил эриохромовый черный Т. Он образует комплексные соединения с ионами Са2+, Mg2+, Zn2+, Pb2+ и другими красного или фиолетового цвета.

Индикатор в зависимости от рН изменяет форму и окраску:

Н3Ind	Н2Ind–	Н Ind 2–	Ind 3–
	винно-красная	синяя	оранжевая
рН	0 – 6	6 –11	11–14

Механизм изменения окраски эриохромового черного Т в слабощелочной среде состоит в следующем.

К анализируемой пробе, содержащей ионы определяемого металла, добавляют индикатор. При этом раствор приобретает винно-красную окраску вследствие образования комплекса металла с индикатором:

Mg2+ + НInd 2–	[MgInd]– + Н+ (связывается основанием
синяя	винно-красная аммонийного буферного раствора)

Окрашенный раствор титруют раствором комплексона III. Комплекс [MgInd]– разрушается вследствие образования комплексоната магния. Окраска раствора в точке эквивалентности становится синей благодаря выделению

индикатора в свободном виде:
[MgInd]– + НY 3–	[MgY]2– + НInd2–.
винно-красная	синяя

Кривая комплексонометрического титрования

Способы комплексонометрического титрования.

1.Прямое титрование. Применяется для определения содержания солей металлов в пищевых продуктах, питьевой, природной и сточной воде промышленных предприятий, в почвах. Надежный способ определения жесткости воды. Титрант – раствор комплексона III.

2.Обратное титрование. Применяется для определения солей металлов, когда трудно подобрать индикатор или при медленном взаимодействии ионов металла с титрантом. К анализируемому раствору добавляют избыток титро-

ванного раствора комплексона III, не вступивший в реакцию остаток ЭДТА титруют раствором MgSO4. Определяют Сd2+; Zn2+ Al3+ Fe3+; Sn4+

3. Косвенное титрование. Применяется для определения анионов (SO42–; РO43–; С2O42– и другие). Анионы из раствора осаждают титрованным раствором соли металла, избыток которого затем оттитровывают раствором комплексона. Раствор комплексона III готовят по точной навеске в мерной посуде, но концентрацию раствора необходимо уточнять (препарат Na2Н2Y·2Н2О гигроскопичен, массовая доля влаги до 0,3 % влаги). Стандартные вещества метода – MgSO4, СаСО3, ZnCl2.