Индикаторы комплексонометрии.

Металлохромные индикаторы - органические соединения, содержащие хромофорные группы.

В химическом отношении они, как правило, являются органическими кислотами и обладают способностью изменять окраску при образовании комплексных соединений с катионами металлов. Образуют с ионами металлов менее прочные комплексы, чем титрант, цвет которых отличается от цвета самих индикаторов. Взаимодействие металлоиндикаторов с катионами определяемых металлов должно быть обратимым и константа устойчивости металлоиндикаторного комплекса должна быть на 10^4 меньше константы устойчивости комплекса катиона металла с титрантом.

 • кислотный хромовый черный T - эриохром черный Т

• кислотный хромовый синий - кислотный хром синий К

 • аммонийная соль пурпуровой кислоты - мурексид

• ксиленоловый оранжевый

• пирокатехиновый фиолетовый

• метилтимоловый синий

 

Выбор индикатора для комплексонометрии осуществляется с помощью кривых титрования. При этом кривую титрования строят по аналогии с кривыми для кислотно-основного титрования, откладывая на оси ординат значение рМ= − lg [Mⁿ⁺], а на оси абсцисс – количество добавленного комплексона или процент титрования. При постепенном прибавлении раствора ЭДТА к раствору соли металла происходит уменьшение концентрации свободных ионов металла, вблизи точки эквивалентности наблюдается её резкое уменьшение − скачок титрования.

 

Основные условия титрования.

1) в точке эквивалентности определяемые катионы практически полностью связаны в комплекс (константа нестойкости комплексов должна быть очень малой величины)

2) определяемые катионы должны образовывать с металл-индикатором комплексы, обладающие меньшей прочностью, чем их комплексы с ЭДТА

3) рН раствора. В сильно кислых растворах (рН<3) образуются малоустойчивые кислые комплексы. При повышении рН устойчивость образовавшихся комплексов возрастает, однако в сильно щелочных средах рН>10 происходит образование малоустойчивых оксокомплексов или гидрооксиды Ме. (Из выше приведенных реакций следует, что образование комплексонатов происходит с выделение кислоты, что приводит к увеличению рН. Поэтому, как правило, титрование проводят в присутствии соответствующих буферных растворов поддерживающих рН на определенном уровне).

Применение комплексонометрического титрования. С помощью метода комплексонометрии определяют содержание в растворе различных ионов металлов: Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Al³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Co²⁺, Fe³⁺ и др. Может использоваться для определения жесткости воды.

 

Комплексы не удовлетворяют требованиям предъявляемым первичным стандартным веществам, поэтому их точную концентрацию устанавливают путем стандартизации. В качестве первичных стандартных веществ используют соли Са²⁺ и Mg²⁺, приготовленные из фиксаналов или металлический Zn (цинк взвешивают на аналитических весах, помещают в мерную колбу и растворяют в небольшом количестве НСl или H₂SO₄, после растворения Zn, раствор нейтрализуют и доводят объем до метки. По массе цинка и объему полученного раствора рассчитывают точную концентрацию первичного стандартного раствора).

(Механизм:

1) образование окрашенного комплекса индикатора с Ме

2) Титрование ЭДТА свободных ионов Ме. Тк индикатор добавляют в таком кол-ве, чтобы связывалось менее 1% ионов Ме. Т.е. 99% ионов Ме находятся в свободном виде и связываются с ЭДТА

3) разрушение комплекса Ме-инд и обр более устойчивого Ме-ЭДТА и свободного индикатора (КТТ).

При титровании ЭДТА солей металлов-комплексообразователей протекают следующие реакции:

1) диссоциация комплексона: Na₂H₂Y 2Na⁺ + H₂Y²⁻

2) взаимодействие с металлами:

Me²⁺ (Ca²⁺) + H₂Y²⁻ MeY²⁻ + 2H⁺

Me³⁺ (Al³⁺) + H₂Y²⁻ MeY⁻ + 2H⁺

Me⁴⁺ (Th⁴⁺) + H₂Y^2- MeY + 2H⁺