Особенности комплексонометрического титрования. Условная константа устойчивости комплексонатов при дополнительном комплексообразовании иона металла. Металлохромные индикаторы, механизм их действия и рациональный выбор. Понятие индикатора погрешности.
Метод комплексонометрического титрования (комплексонометрия) основан на реакции образования внутрикомплексных соединений ионов металлов со специальными комплексообразующими органическими реагентами - комплексонами, в частности, аминополикарбоновыми кислотами и их солями. Метод комплексонометрического титрования обладает высокой чувствительностью (до 10-3 моль/л) и точностью (погрешность 0,1-0,3%), быстр и прост в исполнении, имеет достаточно высокую избирательность (селективность), что обеспечило его широкое применение в практике химического анализа. В фармации комплексонометрическое титрование используют для количественного определения препаратов кальция (хлорид, глюконат, лактат и др.), цинка (оксид и сульфат, цинк-инсулин), железа (глицерофосфат, лактат, сахарат, аскорбинат, сульфат и др.), кобальта (цианкобламин, коамид, ферковен), препаратов, содержащих соли магния, висмута, ртути, свинца и других металлов Широко применяют комплексонометрию при анализе воды, в частности, при определении ее жесткости, обусловленную присутствием солей кальция и магния.Комплексон I взаимодействует с ионами металлов в молярном соотношении 1:1 и способен образовывать с металлом четыре связи, одна из которых носит донорно-акцепторный характер за счет неподеленной электронной пары атома азота, а три другие ионный - за счет замещения трех ионов водорода карбоксильных групп на ион металла: Mn H3Y «MY<n-3 3H > Анион нитрилотриуксусной кислоты при этом четырехдентатен, а комплекс его с металлом (комплексонат) имеет тетраэдрическое строение. Четырехзарядный анион этилендиаминтетрауксусной кислоты (Y4-) способен образовывать с ионами металлов шесть связей (шестидентатный лиганд), две из которых за счет атомов азота и четыре - за счет ацетатных групп. С двух-, трех-и четырехзаряженными ионами металлов анион Y4-образует тетраэдрические (Ca2 , Mg2 , Ba2 ) и октаэдрические комплексы (комплексонаты) состава MYN-4, где n - заряд иона металла. При комплексонометрическом титровании чаще применяют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), так как она значительно лучше растворима в воде, чем сама кислота.При практическом применении комплексонометрического титрования важно знать насколько полно протекает реакция комплексообразования в тех или иных условиях, в первую в среде с определенным значением РН и в присутствии других лигандов, способных образовывать комплексы с определяемым металлом.Константа этого равновесия, выраженная через концентрации реагирующих и образующихся частиц, называется истинной концентрационной константой образования или устойчивости комплексоната K (или b): IMG_20388da7-417d-485b-9555-de9ce35555d9 (2.1) Концентрационная константа устойчивости комплексоната не зависит от концентрации участников реакции и величины РН раствора. Величина константы, а следовательно, устойчивость комплексоната, определяется природой иона металла, его зарядом, радиусом и электронным строением, ионной силой раствора, природой растворителя и температурой. В табл.1 приведены численные значения логарифмов констант устойчивости комплексонатов некоторых металлов с ЭДТА в водном растворе при 200С и ионной силе 0,1. Однако, силы взаимодействия между центральным атомом и анионом комплексона Y4-не являются чисто электростатическими, так как имеет место ковалентное донорно-акцепторное взаимодействие иона металла с неподеленной электронной парой атома азота, да и взаимодействие иона металла с карбоксилатной группой лиганда не носит чисто ионный характер, а сопровождается поляризационными эффектами.Влияние РН среды при комплексонометрическом титровании учитывают с помощью коэффициента конкурирующей реакции a(Y4-), отражающего протонирование лиганда Y4-и представляющего собой мольную долю ионов Y4-в общей концентрации несвязанного с металлом комплексона C(Y), находящегося в различных формах протонирования C(Y) = [H4Y] [H3Y-] [H2Y2-] [HY3-] [Y<4-]:> Значения a(Y4-) при различных значениях РН приведены в табл.2. Как и следовало ожидать, величина a(Y4-), то есть мольная доля ионов Y4-, возрастает с увеличением РН раствора. Величина K’ называется условной константой устойчивости и она, в отличие от истинной концентрационной константы, зависит от величины РН раствора. Зная значения концентрационной константы устойчивости (табл.1) и коэффициента a(Y4-) при заданном РН (табл.2), можно рассчитать величину условной константы устойчивости комплексоната (2.3) и, сравнив ее с 108, сделать заключение о возможности количественного комплексонометрического определения металла в данной среде.Комплексонометрическое определение металлов осуществляется при постоянном значении РН раствора, поддерживаемое с помощъю буферных смесей, в состав которых входят частицы (L), например, молекулы аммиака, хлорид-, гидроксид-ионы и др., способные образовывать комплексные соединения с ионами металла, несвязанными с комплексоном. При этом образуется ряд дополнительных комплексов различного состава, влияние которых учитывают с помощью коэффициента
План
Содержание
Введение
1. Теоретические основы комплексонометрического титрования
1.1 Комплексоны и их свойства
2. Устойчивость комплексонатов металлов в водных растворах
Контрольные вопросы для самостоятельной работы студентов
Литература
Введение
Метод комплексонометрического титрования (комплексонометрия) основан на реакции образования внутрикомплексных соединений ионов металлов со специальными комплексообразующими органическими реагентами - комплексонами, в частности, аминополикарбоновыми кислотами и их солями. Комплексоны образуют с ионами металлов прочные комплексы состава 1:1 (комплексонаты), что исключает ступенчатое комплексообразование и упрощает анализ и сопутствующие ему расчеты. Метод комплексонометрического титрования обладает высокой чувствительностью (до 10-3 моль/л) и точностью (погрешность 0,1-0,3%), быстр и прост в исполнении, имеет достаточно высокую избирательность (селективность), что обеспечило его широкое применение в практике химического анализа.
В фармации комплексонометрическое титрование используют для количественного определения препаратов кальция (хлорид, глюконат, лактат и др.), цинка (оксид и сульфат, цинк-инсулин), железа (глицерофосфат, лактат, сахарат, аскорбинат, сульфат и др.), кобальта (цианкобламин, коамид, ферковен), препаратов, содержащих соли магния, висмута, ртути, свинца и других металлов Широко применяют комплексонометрию при анализе воды, в частности, при определении ее жесткости, обусловленную присутствием солей кальция и магния. При анализе различных минералов и растительного сырья метод комплексонометрического титрования позволяет проводить определение разных элементов при их совместном присутствии. Большое значение комплексонометрия имеет при анализе промышленных отходов и сточных вод, а также при определении экологической чистоты природных объектов. Косвенной комплексонометрией методами обратного и заместительного титрования можно определять анионы (сульфаты, фосфаты, арсенаты, оксалаты и др.), образующие малорастворимые соединения с катионами, титруемыми комплексонами.
Настоящие методические указания являются переработанным и дополненным изданием указаний, существующих на кафедре аналитической химии СПХФА (Комплексонометрическое титрование. Методические указания / Сост. А.И.Стеценко. СПБ.: СПХФА, 1992.- 39 с.).
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
