Фиксирование точки эквивалентности проводят с помощью металлиндикаторов

Строение внутрикомплексных солей

Условия комплексонометрического титрования

Реакции взаимодействия катионов с комплексоном III могут быть представлены в следующем виде:

Na₂H₂Y ® 2Na⁺ + H₂Y^2-

Mg²⁺ + H₂Y^2- «MgY^2- + 2H⁺

Fe³⁺ + H₂Y^2- «FeY^- + 2H⁺

Zr⁴⁺ + H₂Y^2- «ZrY + 2H⁺

1. при комплексообразовании независимо от заряда катиона всегда выделяется два иона водорода (молярная масса эквивалента определяемого катиона равна половине его атомной массы, а молярная масса эквивалента титранта – половине его молярной массы).

М(1/2Na₂H₂Y)=1/2∙372,25=186,125 г/моль∙экв

2. при комплексообразовании рН раствора понижается, поэтому комплексонометрическое титрование проводят при постоянном значении рН в присутствии соответствующего буфера (во избежание разрушения комплекса).

Молекула ЭДТА в своем составе содержит четыре подвижных атома водорода карбоксильной группы и два атома азота, каждый из которых имеет неподеленную электронную пару (рис.), и поэтому обладает потенциальной возможностью образовывать шесть связей с ионами металла и может рассматриваться, как шестидентантный лиганд.

Внутрикомплексные соли ЭДТА с ионами металлов образуются в результате замещения ионами металла двух активных атомов водорода карбоксильных групп и одновременного донорно-акцепторного (координационного) взаимодействия с атомами азота.

Строение внутрикомплексной соли состава CuH₂Y схематично:

Металлиндикаторы – органические соединения, образующие окрашенные соединения с катионами металлов. Изменение окраски металлиндикатора происходит в зависимости от концентрации иона металла в растворе.

Типы металлиндикаторов:

1. вещества, которые сами не меняют окраски, а с катионами металлов образуют окрашенные комплексы (салициловая кислота – с катионами железа (III) красная окраска, а тиомочевина – желтый цвет).

2. Металлохромные – органические красители, содержащие в молекулах комплексообразующие группы (мурексид, кислотный хром темно–синий, кислотный хромоген черный специальный (эриохром черный Т), ксиленовый-оранжевый).

Эриохром черный Т (ЭХЧТ) H₃Ind.

В водном растворе ЭХЧТ:

H₃Ind®H⁺ + H₂Ind^2-

рК₁=6,3 рК₂=11,5

H₂Ind^- «HInd^2- + H⁺ «Ind^3- + H⁺

красный синий оранжевый

Схема комплексонометрического титрования с данным индикатором в присутствии аммонийного буфера:

Me²⁺ + HInd^2- ↔ MeInd^- + H⁺

синий красный

MeInd^- + H₂Y^2- + NH₃ ↔ MeY^2- + HInd^2- + NH₄⁺

красный синий

Комплексы ионов металлов с ЭХЧТ преимущественно красного цвета. Некоторые катионы (Hg²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺ и др.) с ЭХЧТ образуют очень прочные комплексы и поэтому в присутствии данного индикатора не титруются.

Мурексид (NH₄H₄Ind) - аммонийная соль пурпуровой кислоты.

В водном растворе: NH₄H₄Ind ↔ NH₄⁺ + H₄Ind^-

рК₁=9,2 рК₂=10,9

H₄Ind^- ↔ H₃Ind^2- + Н⁺ ↔ H₂Ind^3- + Н⁺

красно- фиол. сине-

фиол. фиол.

Практически с мурексидом можно титровать ионы: Ca²⁺, Ag⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Th⁴⁺.