Практическая часть.

Метод основан на фотометрическом титровании ионов цинка раствором ЭДТА в присутствии эриохрома черного Т:

ЭДТА является комплексоном — органическим реагентом, об­разующим со многими ионами металлов устойчивые комплекс­ные соединения — комплексонаты:

Титрование проводят в среде ам­миачного буферного раствора при рН = 9, так как в этих условиях дос­тигается наибольшая устойчивость комплексоната цинка. В качестве металлоиндикатора на ионы цинка используют эриохром черный Т, проявляющий кислотно-основные свойства за счет ионизации комплексообразующих групп.

Гидроксид цинка при рН = 9 осаждается из раствора, что де­лает само определение невозможным. Чтобы воспрепятствовать этому процессу, в раствор вводят маскирующий комплексообразователь — аммиак. Благодаря этому цинк удерживается в щелоч­ном аммиачном растворе в виде аммиакатов.

Индикатор эриохром черный Т является красителем группы о,о’-диоксиазонафталина и он способен координировать ионы Zn, взаимодействие происходит по о-окси-о’-оксиазогруппировке

При этом образуется комплекс, но менее устойчивый, чем комплексонат цинка. В реальных условиях титрования это разли­чие еще более усиливается, что можно показать расчетом соответ­ствующих условных констант устойчивости комплексоната цинка и комплекса цинка с металлоиндикатором с учетом побочных ре­акции. В первом случае происходит взаимодействие ионов цинка с аммиаком () и протонирование ЭДТА (, во втором — то же для цинка и еще протонирование индикатора ():

Значения констант устойчивости и коэффициентов побочных реакций взяты из справочной литературы.

Ионное состояние эриохрома черного Т сильно подвержено влиянию рН раствора. Значительное различие в условных кон­стантах устойчивости комплексов цинка с ЭДТА и с индикатором эриохромом черным Т обеспечивает достаточно большое значе­ние константы равновесия для протекающего в конечной точке процесса разрушения комплекса цинка с индикатором:

Хорошая контрастность цвет­ной реакции индикатора с метал­лом, под которой понимают раз­ность между максимумами по­глощения комплекса цинка с индикатором и свободного инди­катора (см. рисунок), позволяет использовать ее для фотометриче­ской индикации конечной точки титрования. Оптимальной для фо­тометрического титрования цинка будет среда, содержащая 0,1 М NH3 (рН=9). В этих условиях фотометрическому титрованию ионов цинка раствором ЭДТА не мешают ионы Ва(II) , Са(II), Mg(II), Sr(II), так как для них . Если различие в устой­чивости комплексов окажется недостаточным, то для обеспечения избирательности определения применяют реакции маскирования.

Экспериментальная часть.

Приборы и реактивы:

Абсорбциометр ЛМФ-69, ЛМФ-72 с оранжевым светофильтром

Рабочий раствор сульфата цинка ZnSO4 ▪7H2O (хч) с концентрацией цинка 6,54 мг/мл (0,05 М)

Раствор эриохрома черного Т, 0,1%-ный

Выполнение работы

Установка титра раствора ЭДТА по цинку.

В стакан для фото­метрического титрованиям вносят 1 мл стандартного раствора ZnSO4 • 7Н2О, 5 мл раствора NH4Cl, 25 мл раствора аммиака, 0,5 мл раствора эриохрома черного Т и 10 мл дистиллированной воды. Стакан с полученным раствором помещают в прибор и титруют раствором ЭДТА, снимая показания прибора каждый раз после прибавления 0,1 мл титранта (вблизи точки эквивалентности по 0,05 мл). По результатам титрования строят график T — f(V).

Титруют не менее трех проб, находят среднее значение объема титранта (Vэдта) и рассчитывают титр ЭДТА:

Определение содержания цинка (II) в растворе.

К анализируемо­му раствору добавляют 5 мл раствора NH4Cl, 25 мл раствора ам­миака, 0,5 мл эриохрома черного Т, 10 мл дистиллированной во­ды и титруют раствором ЭДТА (не менее трех титрований). По результатам строят кривые титрования и находят Vэдта . По среднему значению рассчитывают содержание цинка в растворе. Ме­тодом наименьших квадратов находят доверительный интервал результата и стандартное отклонение.

8