Комплексонометрическое титрование

\Комплексонами обычно называют группу полиаминополикарбоновых кислот. Хотя число различных комплексонов очень велико, под термином «комплексонометрия» или «хелатометрия» обычно имеются в виду реакции титрования солями этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), чаще всего двухзамещенной натриевой солью Na₂H₂Y2H₂O, широко известной под торговым названием трилон Б

Символом Y (или Y^4-) обозначают четырехзарядный анион этилендиаминтетрауксусной кислоты (ООСCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂COO)₂^4-. Сокращением ЭДТА обычно обозначают анион H₂Y^2-, входящий в состав трилона Б.

Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА в растворе протекают по уравнениям:

Ca²⁺ + H₂Y^2- = CaY^2- + 2H⁺,

Bi³⁺ + H₂Y^2- = BiY^- + 2H⁺,

Zr⁴⁺ + H₂Y^2- = ZrY + 2H⁺.

Таким образом, независимо от заряда катиона, в реакции комплексообразования принимает участие один катион и один анион. Поэтомумолярные массы эквивалента титранта и определяемого катиона равны их молярным массам (f_э=1).

Уравнения приведенных выше реакций показывают, что степень их протекания зависит от pH раствора. Влияние кислотности раствора особенно заметно при титровании катионов, образующих сравнительно малоустойчивые комплексы (Mg²⁺, Ca²⁺ и др.): их можно оттитровать лишь в щелочной среде. Многие катионы титруются в аммиачном буферном растворе.

ПРЯМОЕ ТИТРОВАНИЕ

К измеренному пипеткой объему анализируемого раствора, находящегося в конической колбе, постепенно прибавляют из бюретки (рис., 2) титрованный (т. е. с известной концентрацией) раствор реактива. Титрование заканчивают, когда анализируемое вещество полностью прореагирует с добавляемым реактивом. Конец титрования устанавливают по изменению окраски соответствующего индикатора (см.) или другими способами. По шкале бюретки определяют объем раствора реагента, пошедшего на титрование. Нормальную концентрацию С1 и титр Т раствора анализируемого вещества (см. Концентрация) вычисляют по формулам:

где υ₂ и С₂ — объем и нормальная концентрация раствора реактива соответственно, а Э — эквивалентный вес (см.) анализируемого вещества. Такой метод титрования называют прямым титрованием.

ОБРАТНОЕ ТИТРОВАНИЕ

Иногда необходимо применять обратное титрование. В этом случае к объему v1 анализируемого раствора прибавляют избыточный точно измеренный объем соответствующего раствора реагента (реактив I). Не вступивший в реакцию избыток этого реагента титруют раствором другого реагента (реактив II). Нормальную концентрацию С1 и титр Т раствора анализируемого вещества вычисляют по формулам:
где υ₂, υ₃ и С₂, С₃ — объемы титрованных растворов реагентов I и II и их нормальные концентрации соответственно.

КОСВЕННОЕ ТИТРОВАНИЕ

Третьим основным видом титриметрических определений является титрование заместителя (титрование по замещению, косвенное титрование). В этом методе к определяемому веществу добавляют специальный реагент, вступающий с ним в реакцию. Один из продуктов взаимодействия затем оттитровывают рабочим раствором. Например, при иодометрическом определении меди к анализируемому раствору добавляют заведомый избытокKI. Происходит реакция

2Cu²⁺ + 4I^- → 2CuI + I₂.

Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия.

СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ НАВЕСОК И АЛИКВОТНЫХ ЧАСТЕЙ

При титриметрических определениях проводят несколько параллельных титрований пробы. При этом используют два метода: метод отдельных навесок и метод пипетирования.

Метод отдельных навесок: на аналитических весах берут 2–3 навески анализируемого вещества, каждую навеску растворяют в небольшом количестве воды и каждый полученный раствор титруют рабочим раствором.

Метод пипетирования: навеску анализируемого вещества растворяют в мерной колбе и на титрование отбирают равные порции раствора измерительной пипеткой (аликвотные части). При расчетах учитывают вместимость мерной колбы и аликвотной части.