Условия комплексонометрического титрования

- в точке эквивалентности определяемые катионы должны быть полностью связаны в комплекс, константа устойчивости которого β ≥10⁸;

- титрование трилоном Б проводят в определенных условиях (важно соблюдать постоянное значение рН)

- необходимо исключить влияние конкурирующей реакции;

- должен существовать способ фиксирования Т.Э.

Индикаторы комплексонометрического титрования

Наиболее широкое применение нашли индикаторы комплексообразователи, т.е. органические красители, образующие с катионами металлов окрашенные комплексные соединения. Эти соединения, однако, менее прочны, чем комплексы тех же катионов с комплексоном. Поэтому при титровании анализируемого раствора трилоном Б ионы металла переходят от индикатора к комплексону, а индикатор остается свободным. В Т.Э. все ионы Ме уходят к комплексону и раствор окрашивается в цвет свойственный для свободного индикатора.

В качестве индикаторов применяют:

а) эриохром черный Т (ЭХЧТ). В щелочной среде ЭХЧТ с катионами металлов образует внутрикомплексные соединения винно-красного цвета. В ТЭ окраска раствора переходит в синюю, свойственную для индикатора;

вино-красный синий

б) мурексид (аммонийная соль пурпуровой кислоты). В комплексе с металлом имеет розовую окраску, в свободном виде окраска мурексида зависит от среды раствора. При рН<9 растворы мурексида окрашены красно-фиолетовый цвет, при 9<рН<10,3 в фиолетовый цвет, при pH>10,3 в сине-фиолетовый цвет.

Кривые комплексонометрического титрования

Кривые комплексонометрического титрования изображают изменение рМе (рМе = -lg[Meⁿ⁺]) по мере приливания стандартного раствора комплексона.

На форму кривой сильно влияет рН раствора. При рН<6 кривая титрования не имеет скачка. При одном и том же значении рН раствора, скачок титрования тем больше, чем больше устойчивость комплекса Ме-комплексон.

Пример.Рассмотрим расчет кривой титрования 50,00 см³раствора Са²⁺с молярной концентрацией эквивалента 0,0100 моль/дм³раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,0100 моль/дм³при рН = 12.

Расчет ведем с учетом разбавления раствора:

Так как c_Х⁰=c_Т⁰, то.

Рассчитаем изменение концентрации ионов Са²⁺и рСа в различные моменты титрования.

1) До начала титрования τ = 0:

рСа = - lg[Са²⁺] = -lg0,01 = 2

2) До Т.Э. при 0 < τ < 1:

рСа раствора рассчитываем при следующих значениях τ:

а) τ = 0,1

рСа = - lg[Са²⁺] = 2,09

б) τ = 0,5

рСа = - lg[Са²⁺] = 2,48

в) τ = 0,9

моль/дм³рСа = -lg[Са²⁺] = 3,28

г) τ = 0,99

рСа = - lg[Са²⁺] = 4,30

д) τ = 0,999

рСа = - lg[Са²⁺] = 5,30

3. В Т.Э. τ = 1

Ионы металла появляются вследствие распада комплекса. Концентрацию ионов металла выражаем из уравнения константы устойчивости комплекса

где β – константа устойчивости комплекса СаY^2-,

; рСа = 6,28.

4) После Т.Э. τ > 1. Концентрация трилона Б равна:

[Т] = [Н₂Y^2-] =C_Т⁰(τ - 1)R,

а) τ = 1,001

моль/дм³ рСа = 7,24

б) τ = 1,01 моль/дм³ рСа = 8,24

в) τ = 1,1 моль/дм³ рСа = 9,24

г) τ = 1,5 моль/дм³ рСа = 9,94

Расчетные данные для построения кривой титрования

№ п/п	τ	Состав раствора	Расчетная формула	pCa
1	0	[Са^2+]		2,00
2	0,10	[Са^2+]		2,09
	0,50	[Са^2+]		2,48
	0,90	[Са^2+]		3,28
	0,99	[Са^2+]		4,30
	0,999	[Са^2+]		5,30
3	1	[Са^2+]= [Y^4-]		6,28
4	1,001	[Y^4-]		7,24
	1,01	[Y^4-]		8,24
	1,10	[Y^4-]		9,24
	1,50	[Y^4-]		9,94

По данным таблицы строим кривую титрования:

Для ошибки титрования ± 0,1 % скачок титрования

∆рСa= рCa_τ=1,001- рCa_τ=0,999 = 7,24 - 5,30 = 1,94.

Для ошибки титрования ± 1,0 % скачок титрования

∆рCa= рCa_τ=1,01- рCa_τ=0,99 = 8,24 - 4,30 = 3,94.

При титровании раствора Ca²⁺раствором комплексонаIIIв качестве индикатора может быть использован мурексид (пурпурат аммония), который окрасит титруемый раствор в красный цвет, благодаря образованию с катионами кальция окрашенного комплексного соединения. В Т.Э. окраска раствора изменится из красной в сине-фиолетовую, свойтсвенную для свободного мурексида, т.к. в процессе титрования комплексное соединение с индикатором разлагается комплексономIIIс образованием более устойчивой внутрикомплексной соли.