Комплексонометрическое титрование

Комплексоны – это аминополикарбоновые кислоты. Например, нитрилотриуксусная кислота:

CH₂-COOH

HOOC-CH₂-⁺NН CH₂-COOH ,

Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ):

HOOC-CH₂ CH₂-COOH

НN⁺- CH₂-CH₂-⁺NН

HOOC-CH₂ CH₂-COOH

Молекула ЭДТА содержит четыре способных к диссоциации атома водорода. В растворах имеют место следующие равновесия:

H₄Y = H₃Y^- +H⁺;

H₃Y^- = H₂Y^2- +H⁺;

H₂Y^2- = HY^3- +H⁺;

HY^3- = Y^4- +H⁺;

В сравнительно кислых растворах (рН  2) две отрицательно заряженные карбоксильные группы протонируются с образованием кислот-катионов H₅Y⁺ и H₆Y²⁺

H₆Y²⁺ = H₅Y⁺ +H⁺;

H₅Y⁺ = H₄Y +H⁺;

В обычных комплексонометрических титрованиях формы H₅Y⁺ и H₆Y²⁺ практически не присутствуют.

ЭДТУ быстро и стехиометрично реагирует с ионами металлов, однако она малорастворима в воде и поэтому применяют ее двунатриевую соль – этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА, комплексон III или трилон Б, сокращенно Na₂H₂Y).

При титровании ЭДТА солей металлов-комплексообразователей в заключительной стадии определения протекают следующие реакции:

Na₂H₂Y = 2 Na⁺ + H₂Y^2-

Me²⁺ + H₂Y^2- = MeY^2-+ 2H⁺

Me³⁺ + H₂Y^2- = MeY^-+ 2H⁺

Ионы металлов, независимо от заряда, реагируют с ЭДТА в соотношении 1:1.

Лабораторная работа №2 Определение содержания магния(II)

Комплексонометрическое определение ионов магния основано на реакции:

Mg²⁺+ H₂ Y^2-= MgY^2- + 2H⁺

Реагенты: эдта 0,0500 м раствор;

Аммиачная буферная смесь с рН 10;

Индикатор эриохром черный Т.

Выполнение определения

1. Готовят 250 мл 0,0100 М раствора комплексона III (трилона Б) из 0,0500 М раствора.

2. Получают у преподавателя исследуемый раствор соли магния (II) в мерную колбу вместимостью 100,0 мл. Разбавляют до метки дистиллированной водой.

3. Бюретку заполняют раствором комплексона III.

4. Пипеткой Мора отбирают аликвоту исследуемого раствора (10,00 мл) и помещают ее в колбу для титрования.

5. В эту же колбу добавляют мерным цилиндром 5 - 7 мл аммиачной буферной смеси и 20 - 30 мг индикатора (смесь эриохрома черного Т с хлоридом натрия 1:100) на кончике шпателя.

6. Титруют исследуемый раствор соли магния комплексоном III до перехода винно-красной окраски в синюю. В конце титрования раствор комплексона III по одной капле так, чтобы красноватый оттенок совершенно исчез.

7. Результат анализа рассчитывают по формуле:

где C компл. - концентрация комплексона III

V компл. - объем раствора комплексона, пошедшего на титрование

V а - объем аликвоты исследуемого раствора соли магния

V м.к. - объем мерной колбы с исследуемой задачей

M(Mg) - молярная масса эквивалента иона магния в данной реакции.

Лабораторная работа №3 Определение общей жесткости воды

Жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния. Ее выражают числом миллиграм-эквивалентов кальция и магния в 1литре. Тяжелые металлы титруются совместно с кальцием и магнием, поэтому их перед титрованием осаждают сульфидом натрия или диэтилдитиокарбаминатом натрия. Практически все ионы, присутствуюшие в воде, можно замаскировать триэтаноламином; не маскируются катионы щелочных металлов, кальция и магния.