Кривая комплексонометрического титрования – это графическое представление зависимости концентра-ции определяемого катиона металла C(Мn+) в растворе от объема прибавляемого титранта V(Т).
Окончание титрования можно фиксировать: визуально с помощью индикаторов, инструментально – потенциометрически.
Метод комплексометрического титрования применяется для определения катионов металлов-комплексообразователей: Ag+, Zn2+, Mg2+, Co2+, Ni2+, Al3+ и др.
ЭДТА широко используется в химическом анализе: в качестве титранта в комплексонометрическом титровании; в качестве маскирующего реагента, в технике для устранения жесткости воды, очистки поверхностей от накипи и др.; в медицине (растворение камней в почках и т. п.). ЭДТА устойчив при хранении, раствор готовят из фиксанала или по точной навеске кристаллогидрата Na2H2Y ∙ 2H2O, стандартизуют по MgSО4 ∙ 7H2О. ЭДТА относят к неселективным реагентам. С его помощью определяют лишь суммарное содержание нескольких металлов (например, жесткость воды). Жесткость воды (Ж) – это суммарная концентрация катионов кальция Ca2+ и магния Mg2+.Для определения жесткости воды пробу титруют раствором ЭДТА в присутствии аммиачного буферного раствора (рН 10) с индикатором эриохром черный Т.
Металлохромные индикаторы – органические соединения, содержащие в своей структуре хромофорные и комплексообразующие группы.
Металлохромные индикаторы образуют с катионами определяемых металлов интенсивно окрашенные комплексы, при этом цвет комплексного соединения отличается от цвета свободного индикатора.
Важнейшие металлохромные индикаторы принадлежат к группе: азокрасителей: эриохром черный Т и др., трифенилметановых красителей: ксиленоловый оранжевый и др., других типов индикаторов: мурексид, дитизон, ализарин и др.
Принцип действия металлохромных индикаторов:
1 До начала титрования в анализируемый раствор вводят буферную систему и небольшое количество индикатора. В результате реакции между индикатором и определяемым катионом образуется окрашенный комплекс.
М + Ind = MInd М – катион определяемого металла, Ind – ион индикатора (заряды отпущены), MInd – окрашенный комплекс катиона с индикатором. Раствор окрашен в цвет комплекса MInd. Например, при определении жесткости воды до начала титрования раствор имеет винно-красную (пурпурную) окраску – цвет комплекса MInd.
2 В процессе титрования к исследуемому раствору постепенно добавляют ЭДТА, протекает реакция: М + Y = MY М – катион определяемого металла, Y – дианион ЭДТА (заряды отпущены), MY – бесцветный комплекс катиона с ЭДТА. С комплексом MInd изменений не происходит, окраска раствора сохраняется.
3. В конце титрования, когда в растворе почти не остается свободных ионов М, происходит реакция MInd + Y = MY + Ind MInd – окрашенный комплекс катиона с индикатором, Y – дианион ЭДТА (заряды отпущены), MY – бесцветный комплекс катиона с титрантом ЭДТА, Ind – свободный ион индикатора. Комплекс металл-индикатор MInd менее прочный, чем комплекс металл-ЭДТА MY:βMY > βMInd Комплекс MInd разрушается, от одной лишней капли индикатора раствор приобретает окраску свободного индикатора Ind.
Применение: Комплексонометрическое титрование применяется для определения катионов металлов, образующих устойчивые комплексонаты.
- Прямым комплексонометрическим титрованием определяют содержание в лекарственных препаратах соединений магния Mg, кальция Ca, цинка Zn, свинца Pb, висмута Bi, а методом обратного титрования – алюминия Al.
- Метод используют для анализа фармацевтических препаратов
- Комплексонометрически определяют жесткость воды. Комплексонометрия применяется для определения редкоземельных элементов в различных объектах, в анализе сплавов металлов, руд и минералов, комплексных соединений металлов и т. д.
- Метод комплексонометрии позволяет раздельно определять катионы металлов при их совместном присутствии при варьировании кислотности раствора, использовании маскирующих реагентов, с использованием различных индикаторов.
- Комплексонометрически можно определять не только катионы металлов, но и анионы (фосфаты, сульфаты, оксалаты, хроматы и др.), используя заместительное и обратное титрование в сочетании с методом осаждения.
