Комплексометрическое определение кальция и магния обратным титрованием

Введение

Комплексный метод основан на способности комлексона III (натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты – ЭДТА или трилон Б) образовывать в щелочной среде с катионами Са²⁺ и Mg²⁺ растворимые в воде, но прочные внутрикомплексные соединения типа

2-

OOC – CH₂ H₂C - COO

N - CH₂ - CH₂ - N Na₂.

OOC - CH₂ H₂C - COO

Ca

Вследствие образования этого комплекса ионы кальция выводятся из раствора, а вместо них появляются ионы водорода. Для их связывания необходимо поддерживать рН 8-10, применяя аммиачный буферный или боратный буферный растворы.

В зависимости от стойкости комплекса один металл может вытеснять другой из менее стойкого комплекса, например, кальций вытесняет магний.

Окончание комплексообразования устанавливают с помощью органических индикаторов. В качестве их могут быть использованы: эриохром черный, кислотный хром синий или кислотный хром темно-синий. Цвет индикаторов зависит от содержания в растворе ионов Са²⁺ и Mg²⁺ (табл.1). Таблица 1

Индикатор	Цвет индикатора
В присутствии ионов Са2+ и Mg2+	В отсутствии ионов Са2+ и Mg2+
Эриохром черный	Винно-красный	Синий с зеленоватым оттенком
Кислотный хром синий	Розово-красный	Сиреневый
Хром темно-синий	То же	Сиренево-синий

Растворы индикаторов малоустойчивы и сохраняют свои свойства до 10 суток. Тип индикатора на точность метода не влияет.

Обратное титрование применяют, если комплексообразование идет с некоторым запаздыванием или цветные комплексы разлагаются очень медленно, как, например, для случая цветных комплексов эриохрома черного с магнием.

При анализе соков, содержащих незначительное количество кальциевых солей, навеску сока можно увеличить до 50 г. В некоторых продуктах из-за присутствия в них солей меди и железа не получается четкого перехода окраски индикатора. В этом случае, в данном методе, перед титрованием в колбу добавляют 1 мл 1,5-2,0% раствора сульфида натрия (Na₂S).

Цель анализа - уточнить технологический режим сокоочистительного отделения.

Принцип метода анализа основан на добавлении к исследуемому раствору большого количества 1/28 н. раствора трилона Б для комплексообразования с последующим оттитровыванием его избытка 1/28 н. раствором сернокислого магния в присутствии индикатора хром темно-синий.

Реактивы:

- 1/28 н. раствор трилона Б;

- 1/28 н. раствор MgSO₄;

- аммиачный буферный раствор (смесь равных объемов 20% NH₄Cl и 20% NH₄OH);

- 1,5-2 %-ный раствор Na₂S;

- индикатор - хром темно-синий, или кислотный хром синий.

Приборы и материалы:

- технические весы;

- коническая колба вместимостью 250-300 см³;

- мерные цилиндры вместимостью 10 и 100 см³;

- бюретка для титрования;

- химический стакан.

Ход определения

10 г сока II сатурации (5 г сиропа или 1 г мелассы) переводят в коническую колбу вместимостью 250-300 см³, добавляют 100 см³ дистиллированной воды, 5 см³ аммиачного буферного раствора, 10–15 см³ 1/28 н. раствора трилона Б и 7-8 капель раствора эриохрома черного в качестве индикатора (индикатор обязательно добавляют последним).

Избыток трилона Б оттитровывают 1/28 н. раствором сернокислого магния.

Глухой опыт: определяют содержание кальция и магния в 100 см³ дистиллированной воды, подобно анализу в исследуемом продукте.

Расчеты:

Количество трилона Б, израсходованное при титровании 100 см³ дистиллированной воды, вычитают из общего количества трилона Б, израсходованного на титрование продукта.

Суммарное содержание кальция и магния в % СаО к массе продукта, определяется по формуле

,

где x - суммарное содержание кальция и магния, % СаО к массе продукта;

a и a₁ - количество 1/28 н. раствора трилона Б, добавленное соответственно к исследуемому раствору и дистиллированной воде в глухом опыте, см³;

b и b₁ - количество 1/28 н. раствора сернокислого магния соответственно пошедшее на титрование исследуемого раствора и дистиллированной воды в глухом опыте, см³;

k - поправочный коэффициент к титру трилона Б;

m – навеска исследуемого продукта, г.