Комплексометриялық титрлеу әдісі.

Комплексометриялық әдісте анықталынатын зат пен титрант арасында комплексті қосылыс түзілу реакциясы пайдаланады.

Комплексометриялық титрлеу әдісте пайдаланылатын реакцияларға титриметриялық анализде реакцияларға қойылатын шарттар қойлады. Ең негізгісі – реакция нәтижесінде белгілі стехиометриялық құрамға сәйкес қосылыс түзілу керек.

Монодентатты лигандттарды пайдаланғанда метал ионының координациялық санына қарай бірнеше комплексті қосылыстар түзілуі мүмкін.

Соңғы комплексті алу үшін лигандтың көп артық мөлшерін құю керек. Ал титриметрияда оны жасауға болмайды.

Полидентатты лигандтар бір немесе екі түрлі комплекс түзеді, өйткені олардың құрамында метал ионының координациялық сферасын қанықтыратын бірнеше донорлы топшалары бар.

Осындай полидентатты лигандтарға комплексондар жатады (амино поликарбон қышқылдары) иминодисірке қышқылы (ИДА), нитрилоүшсірке (НТА), этилендиаминтетрасірке қышқылы (ЭДТА). ЭДТА – ның екі натрийлы тұзы трилон Б деп аталады. ЭДТА су ерітіндісінде карбоксил топшаларындағы төрт протонның беріп ионданады. Егер оны H₄J деп жазатын болса, келесі протолитикалық тепе-теңдікте орын алады.

ЭДТА- ның формуласын H₂[H₂J] түрінде жазуға болады, ал оның тұзын – Na₂H₂J, ол төрт негізді әлсіз қышқылдың тұзы. Судағы ерітіндісінде келесі тепе-теңдіктер орын алады:

Н₄У ↔ Н⁺ + Н₃У^- К_а1 =1^.10^-2

Н₃У^-↔ Н⁺ + Н₂У^2- К_а2 =2,1^.10^-3

Н₂У^2-↔ Н⁺ + НУ^3- К_а3 =6,9^.10^-7

НУ^3- ↔ Н⁺ + У^4- К_а4 =5,5^.10^-11

Сондықтан ерітіндінің рН-на байланысты иондардың мольдік улестері (α) өзгеріп отырады

ЭДТА координациялық саны 4,6 және одан да көп металл иондарының координациялық сферасын түгел толтырады. Пайда болған комплекстің құрамы метал-ионының зарядына тәуелсіз M:L = 1:1 болып табылады.Метал иондырының зарядтарына тәелсіз Na₂ЭДТА мен комплекстүзу реакция теңдеуі бірдей жазылады:

Mⁿ⁺ + Y^4- = MY^n-4 β =

Комплексондар көпдентатты болғандықтан метал-иондарымен хелатты циклдар түзеді. Хелатты циклдердің саны артқан сайын комплекстік қосылыстың тұрақтылығы да артады.

ЭДТА метал иондарымен комплекс түзген кезде әр метал иондары әрекеттескенде ерітіндіге екі Н⁺ протон бөлініп шығады. Сондықтан буферлі ерітінділер пайдаланылады, мысалы аммиакты буфер ерітіндісі. Ал аммиак көптеген металдардың өзі де комплекс түзеді, сол себептен термодинамикалық β_МУ орнына β^/_МУ – шартты тұрақтылық константасын қолданамыз. Y^4- нің мольдік үлесі ескерсек,

Cонда , ал

- шартты тұрақтылық константа, ол ерітіндінің рН-на тәуелді өзгеріп отырады.

Сондықтан α_У рН-қа байланысты өзгереді. Қышқыл ортада α_У мәні өте азаяды. Осы себептен Cd²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺ иондарын комплексонометриялық әдіспен негіздік ортада анықтайды, ал өте тұрақты комплекс түзетін иондарды (Bi³⁺, Fe³⁺) қышқылдық ортада титрлеуге болады.

Комплексонометриялық титрлеудің дәлдігі жоғары болу үшін β^/_МУ мәні ≥10⁷ сәйкес болу керек.