Индикаторы в комплексонометрии

Для регистрации точки эквивалентности в комплексонометрии обычно используют металлохромные индикаторы – органические красители, образующие с ионами металла интенсивно окрашенные комплексные соединения. Металлохромные индикаторы должны удовлетворять следующим требованиям:

1) цвет комплекса металла с индикатором MInd должен отличаться от цвета самого индикатора Ind;

2) устойчивость MInd должна быть ниже устойчивости комплексоната MeY: β_MeY/ β_MInd>10⁴, где β_MeY и β_Mind соответственно константы комплексоната металла и комплекса металла с индикатором.

Разберем действие металл - индикатора на примере наиболее распространенного в комплексонометрии – эриохрома черного Т(ЭХЧ-Т). ЭХЧ-Т – это натриевая соль трехосновной сульфокислоты, сокращенно NaH₂Ind, которая диссоциирует в водном растворе:

NaH₂Ind=Na⁺+H₂Ind^-

ЭХЧ-Т проявляет свойства рН индикатора и в зависимости от кислотности среды может присутствовать в растворе в различных ионных формах:

_{рН=6,3 рН=11,5}

H₂Ind^- ↔ Hind^- ↔ Ind^3-

красная синяя желто-оранж.

^{(рН=0-6,3) (рН=6,3-11,2) (рН>11,2)}

Большинство титрований проводят в аммиачном буферном растворе при рН=8-10. Основной формой индикатора при этих значениях рН является HInd^2-синего цвета, а титрант преобладает в форме HY^3-.

С ионами металлов, например, двухзарядными (Zn²⁺, Mg²⁺) индикатор образует комплексы виннокрасного цвета:

Ме²⁺ + Hind^2- ↔ MeInd^- + H⁺

^{синяя вино-красная}

При титровании ЭДТА реагирует с ионами металла:

Mind^-+ HY^3- ↔ MeY^2- +Hind^2-

^{вино- красная - бесцветная синяя}

В результате реакции индикатор оказывается в свободном состоянии, и в конце титрования окраска раствора изменяется из вино-красной (цвет комплекса металла с индикатором) к синей (цвет свободного индикатора).

Важнейшие металлиндикаторы

№п/п	Индикатор	Определяемый ион	Условия определения	Переход окраски при прямом титровании
	Ализариновый красный С	Th^4+, A1^3+	рН=2,3-3,4 рН=3,5-3,6; обратное титрование нитратом тория	Розовая-желтая
	Бензидин	A1^3+,Bi^3+, Fe^3+,Ga^3+, Sn^4+,Ti^4+	Буферный раствор: 500г ацетата аммония и 20 мл ледяной уксусной кислоты в 1л. Добавление Fe(CN)6^4- n Fe(CN)6^3- и обратное титрование ацетатом цинка	Бесцветная-синяя
	Бериллон II ИРЕА	Be^2+	рН=12-13,2	Голубая-фиолетовая
	Вариаминовый синий	Fe^3+, A1^3+,Cd^2+, Pb^2+,Zr^4+	рН=2-3 рН=4-5; обратное титрование солью железа (III)	Синефиолетовая-желтая
	Калькон (эриохром сине-черный Р)	Ca^2+	рН>12	Розовая-голубая
	Кальцион ИЕРА	Ca^2+	рН>12	Малиновая-ярко-синяя
	Кислотный хром синий К	Ca^2+,Mg^2+	рН=9,5-10	Розовая-серо-голубая
	Кислотный хром темно-зеленый Ж	Ca^2+	рН>12. Применяется в смеси с 0,25%-ным водным раствором нафтолового желтого в отношении 1:2(гидрон II)	Буровато-оранжевая-зеленая
	Кислотный хром черный спец.(эриохром черный Т)	A1^3+     Ba^2+ Bi^3+ Ca^2+   Cd^2+ Co^3+ Mg^2+ Zn^2+ Cr^3+ Fe^3+ Ti^4+   Ga^3+     Hg^2+   In^3+     Mn^2+   Ni^2+	рН=7-8: обратоное титрование солью цинка в присутствии пиридина рН=10; титрование в присутствии комплексоната Mg^2+ рН=9-10;обратное титрование солью цинка рН=10; добавление комплексоната магния }рН=10 Щелочная среда; обратное титрование солью марганца Обратное титрование солью цинка в присутствии пиридина рН=6,5-9,5; обратное титрование солью цинка рН=9-10;добавление комплексоната магния рН=8-10; в присутствии сегнетовой кислоты рН=10; добавление гидроксиламина	Вино-красная-синяя
		Pb^2+   Tl^3+     V^4+	рН=10;обратное титрование солью Mg^2+или Zn^2+ рН=10; обратное титрование солью магния или добавление комплексоната Mg^2+ рН=10;обратное
	Ксиленоловый оранжевый	Bi^3+ Cd^2+ Hg^2+ Co^2+ La^3+ Pb^2+ Zn^2+ Sc^3+ Th^4+ Zr^4+	рН=1-2 рН=5-6 рН=6   рН=5     рН=3-5 рН=2,5-3,5 рН=1-2(100^0С)	Красная-лимонно-желтая
	Магнезон ИРЕА	Mg^2+	рН=9,8-11,2	Красная - синяя
	Метилтимоловый синий	Ba^2+ Ca^2+ Mg^2+ Sr^2+ Bi^3+ Cd^2+ Hg^2+ La^3+ Pb^2+ Zn^2+ Sc^3+ Th^4+ Zr^4+	рН=11,5-12,7   рН=1-2 рН=5-6 рН=6 рН=5     рН=3-5 рН=2,5-3,5 рН=1-2(100^0С)	Синяя-серая
	Мурексид	Ca^2+   Co^2+Cu^2+	рН≥12	Красная-фиолетовая
		Ni^2+ Ag^+ Pd^2+	Добавление К2Ni(CN)4+NH4OH	Оранжевая-фиолетовая   Желтая-фиолетова
	ПАН	Cu^2+   Co^2+ Ga^3+     Cd^2+ Zn^2+ Pb^2+ Ni^2+ Ga^3+ In^3+ Pb^2+	А) рН=6; прямое титрование; Б) слабо уксуснокислый раствор, обратное титрование солью меди 70-80^0С. Слабоуксуснокислый раствор, обратное титрование солью меди 70-80^0С. Слабоуксуснокислый раствор Слабоуксуснокислый раствор, обратное титрование солью меди при 70-80^0С. рН=5-7; прямое титрование	Красная-желтая
	ПАР	Cu^2+,Pb^2+	рН≈5	Оранжево-красная-зеленая
	Пирокатехиновый фиолетовый	A1^3+ Fe^3+ Th^4+ Bi^3+ Th^4+	Обратное титрование раствором соли меди, в присутствии пиридина рН=2-3	Синяя- желтая(Bi, Ga) -//-
		Cd^2+ Mg^2+ Zn^2+ Co^2+ Cu^2+ Ga^3+ Mn^2+   Ni^2+   Pb^2+	NH4C1(1M)+NH4OH(1M) в отношении 1:5 NH4C1(1M)+NH4OH(1M) в отношении 1:1 В присутствии пиридина рН=3,8 NH4C1(1M)+NH4OH(1M) в отношении 1:1 с добавлением NH2OH HC1 А)NH4NO3,рН=2,0^0С Б)NH4C1(1M)+NH4OH(1M) в отношении 1:1 рН=5,5	-//- Красно-фиолетовая-желтая //- -//- -//- Зеленовато-синяя-черно-фиолетовая Синяя-желтая
	Сульфарсазен	Pb^2+   Zn^2+	рН=9,8-10 в присутствии винной кислоты и аммиака   рН=9,3-9,6 в присутствии винной кислоты и NH3	Оранжево-розовая-лимонно-желтая -//-
	Сульфоназо	Sc^3+     In^3+	рН=5     рН=5	Синяя-фиолетово-розовая Сине-фиолетовая-фиолетово-розовая
	Сульфосалициловая кислота	Fe^3+	рН=2-3	Красная-желтая
		Zr^4+	и 0,25 г NH4NO3 рН=2	желтая Красно-фиолетовая-оранжевая
	Эриохром красный Б	Zn^2+,Pb^2+	рН=10	Красная-желтая
	Эриохром сине-черный В	Ca^2+,Mg^2+	рН=10-11	Красная-синяя
	Эриохроицианин Ф	A1^3+ Zr^4+	Ацетатный буфер, рН=5-6,3; обратное титрование солью цинка рН=1,4	Желтая-фиолетовая Розовая-бесцветная

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Химические вещества, применяющиеся в лабораториях и производственных условиях, можно разделить на три группы:

1) ядовитые;

2) огнеопасные и взрывоопасные;

3) вызывающие химические ожоги.

Такое деление условно, так как одно и то же вещество может проявлять себя по-разному.

Горючие газы, пары легковоспламеняющихся жидкостей и горючая пыль при определенных условиях образуют взрывоопасные смеси с воздухом. Разграничивают верхний и нижний концентрационные пределы взрываемости, вне которых смеси не являются взрывоопасными.

Обеспечение нормальных условий в лабораторных и производственных помещениях при работе с ядовитыми, огнеопасными и взрывоопасными веществами достигается с помощью соответствующего обмена воздуха.

Воздухообмен в помещениях предусматривается для устранения вредных газов, а также поддержания определенной температуры и влажности воздуха. В случае удаления ядовитых газов объем свежего воздуха, подаваемого в помещение, зависит от количества выделяющихся в единицу времени вредных газов и предельно допустимых концентраций. При поддержании определенной температуры и влажности в помещении воздухообмен зависит от количества выделяющегося в единицу времени тепла и влаги.

В настоящем разделе приведены основные сведения о токсичности и огнеопасности наиболее употребительных химических веществ, а также основные меры по охране труда и оказанию первой помощи.

Классификация сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ)

Группа	Характеристика	Вещество
	Сыпучие и твердый СДЯВ, нелетучие при температуре хранения 40^0С	Алкалоиды (бруцин, никотин, стрихнин, цихонин и др.), желтый фосфор, As2O3, As2O5, Hg2C12.
	Сыпучие и твердые СДЯВ, летучие при температуре хранения 40^0С	Соли HCN (цианистые Ba, Cd, K, Ca,Na,Cu,Pb,Ag,Hg,Zn),оксицианистая ртуть и другие цианистые препараты (цианплав, «циклон»)
	Жидкие летучие СДЯВ, хранящиеся под давлением (сжатые и сжиженные газы): Подгруппа А Подгруппа Б	Сернистый газ, Н2S, хлор, фосген Аммиак, окись углерода
	Жидкие летучие СДЯВ, хранящиеся при нормальном давлении: Подгруппа А	NH4OH(р-р)(25%), амина- и нитросоединения ароматического ряда, HCN (р-р)
Группа	Характеристика	Вещество
	Подгруппа Б	Дихлорэтан, дифосген, сероуглерод, тетраэтилсвинец, хлорная смесь (СS2 и СС14), хлорпикрин
	Дымящие вещества	Азотная, серная, соляная кислоты (концентрированные), хлорангидрид сернистой, серной и пиросерной кислот, хлорсульфоновая и плавиковая кислоты

Предельно допустимые концентрации (ПДК)