Комплексонометрия. Способы комплексонометрического титрования

План
Комплексиметрия и ее классификация. Реакции комплексообразования, которые используют в титриметрии, требования к ним.
Комплексонометрия. Способы комплексоно-метрического титрования.
Построение кривых титрования в методе комплексонометрии.
Индикаторы метода комплексонометрии. Использование комплексонометрии в фарманализе.

Комплексиметрическое титрование, или комплексиметрия -
В методе комплексиметрического титрования выделяют такие методы:
меркуриметрия
фторидометрия цианидометрия
комплексонометрия

Требования к реакциям в комплексиметрии:
Реакция должна протекать стехиометрически.
Реакция должна протекать количественно и до конца, константа стойкости комплекса должна быть больше β≥108.
Реакция образования комплексного соединения должна протекать быстро.
Должна быть возможность фиксации точки эквивалентности.
В условиях проведения титрования не должны протекать конкурирующие реакции.

Комплексонометрия
Комплексон І: нитрилтриацетатная кислота (тетрадентатный)

Комплексон ІІ: этилендиамминтетра-ацетатная кислота (ЭДТА)
Комплексон ІІІ: этилендиамминтетраацетат натрия (Na-ЭДТА, трилон Б, хелатон) - Na2H2Y

Комплексон ІV: циклогексилдиаммин-тетраацетатная кислота
Комплексоны вступают в реакции с катионами многих металлов в соотношении 1:1, образуют растворимые в воде комплексы – комплексонаты металлов.

Преимущества использования комплексонов
хорошо растворимы в воде и некоторых других органических растворителях
повышенная устойчивость комплексов
реакции протекают стехиометрически (нет ступенчатого комплексообразования)
некоторые комплексоны являются специфическими реагентами на отдельные ионы металлов (избирательное действие)
широкое использование их как маскирующих реагентов
быстрота протекания реакции

Комплексонометрия
Титрант: 0,05 моль/л раствор натриевая соль эдта
Реакции метода:
Са2+ + H2Y2- → CaY2- + 2H+
In3+ + H2Y2- → InY- + 2H+
Th4+ + H2Y2- → ThY + 2H+

Комплексонометрия
Индикаторы: металлохромные
Общая реакция метода:
Men+ + H2Y2- → MeYn-4 + 2H+
Men+ + Y4- → MeY(n-4)+
На концентрацию ионов металла влияет рН – образуются гидроксокомплексы
На концентрацию Y4- влияет рН среды

Условия комплексонометрического титрования
высокая устойчивость комплексонатов металлов (βст.)
придерживание конкретного значения кислотности среды
использование буферных растворов (для связывания ионов Н+, которые выделяются)
только отдельные катионы (Fе3+, In3+, Sc3+, ZnIV, ТhIV), которые образуют очень устойчивые комплексы с комплексоном, титруются в кислой среде

Прямое комплексонометрическое титрование
Условия использования:
высокая скорость реакции
реакция проходит количественно, стехиометрически, до конца
есть индикатор, который позволяет надежно фиксировать к.т.т.
можно титровать смесь катионов
Определяемые ионы: большинство катионов металлов

Способы повышения селективности прямого титрования:
Регулирование рН среды
ионы Fе3+, Ga3+, In3+, Tl3+, Ві3+, при рН~2
при рН = 5 – Аl3+, Co3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+
при рН = 9 – щелочноземельные металлы
2. Использование маскирующих реагентов:
ионы F-, P2O72-, CN-, Н2С4Н4О6 и др.
ионы Со(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) и Hg(II) могут быть замаскированы цианид-ионами
3. Изменение степени окисления
Fe3+ маскируют восстановлением до Fe2+

Требования к индикаторам в комплексонометрии
металл и индикатор должны давать комплекс в соотношении 1:1
окраска индикатора должна отличаться от окраски комплекса MeInd
комплекс MeInd должен быть достаточно устойчивым
устойчивость комплекса MeInd должна быть меньше устойчивости комплексоната металла MeY, который является продуктом титрования (разница в 10-100 раз)
комплекс MeІnd должен быть лабильным
изменение окраски при титровании должно быть контрастным

Металлоиндикаторы
сами не окрашены металлохромные
специфические:
Fe3+ - сульфосалициловая сами окрашены, поскольку
кислота (красная окраска) имеют хромофорные
Ві3+ - тиомочевина (желтая) группы и образуют с
металлами окрашенные
комплексы
Металлохромные индикаторы:
а) –N=N- (ЭХЧ Т, арсеназо ІІІ)
б) трифенилметановые красители
в) другие индикаторы (мурексид, дитизон, ализарин)

Механизм изменения окраски
металлохромных индикаторов
Me2+ + Іnd ⇔ MeІnd-
синий красный
MeІnd + H2Y2- ⇔ MeY2- + H2Іnd
красный бесцветный синий