Miareczkowanie kompleksometryczne

Miareczkowanie kompleksometryczne (czasami chelatometria ) jest formą analizy wolumetrycznej , w której tworzenie barwnego kompleksu jest wykorzystywane do wskazania punktu końcowego miareczkowania. Miareczkowania kompleksometryczne są szczególnie przydatne do oznaczania mieszaniny różnych jonów metali w roztworze. Wskaźnik zdolny do uzyskania jednoznacznej zmiany koloru jest zwykle używany do wykrywania punktu końcowego miareczkowania. Miareczkowanie kompleksometryczne to reakcje, w których prosty jon jest przekształcany w jon złożony, a punkt równoważnikowy jest określany za pomocą wskaźników metalicznych lub elektrometrycznie.

Reakcje na miareczkowanie kompleksometryczne

Teoretycznie każda reakcja kompleksowania może być stosowana jako technika wolumetryczna, pod warunkiem, że:

Reakcja szybko osiąga równowagę po dodaniu każdej porcji titranta.
Sytuacje zakłócające nie występują. Na przykład stopniowe tworzenie kilku różnych kompleksów jonu metalu z titrantem, co skutkuje obecnością więcej niż jednego kompleksu w roztworze podczas procesu miareczkowania.
wskaźnik kompleksometryczny zdolny do zlokalizowania punktu równoważnikowego z dużą dokładnością.

W praktyce stosowanie EDTA jako titranta jest dobrze ugruntowane.

Kompleksowe miareczkowanie EDTA

EDTA, kwas etylenodiaminotetraoctowy , ma cztery grupy karboksylowe i dwie grupy aminowe , które mogą działać jako donory par elektronów lub zasady Lewisa . Zdolność EDTA do potencjalnego oddawania swoich sześciu samotnych par elektronów do tworzenia koordynacyjnych wiązań kowalencyjnych z kationami metali sprawia, że EDTA jest ligandem sześciokleszczowym . Jednak w praktyce EDTA jest zwykle tylko częściowo zjonizowany, a zatem tworzy mniej niż sześć współrzędnych wiązań kowalencyjnych z kationami metali.

Disodowy EDTA jest powszechnie stosowany do standaryzacji wodnych roztworów kationów metali przejściowych. Disodowy EDTA (często zapisywany jako Na ₂ H ₂ Y ) tworzy tylko cztery koordynacyjne wiązania kowalencyjne z kationami metali przy wartościach pH ≤ 12. W tym zakresie pH grupy aminowe pozostają protonowane, a zatem nie mogą przekazywać elektronów do tworzenia koordynacyjnych wiązań kowalencyjnych . Należy zauważyć, że skrócona forma Na _4−x H _x Y może być używana do reprezentowania dowolnego rodzaju EDTA, gdzie x oznacza liczbę kwasowych protonów związanych z cząsteczką EDTA.

EDTA tworzy oktaedryczny kompleks z większością kationów metali 2+, M ²⁺ , w roztworze wodnym. Głównym powodem, dla którego EDTA jest tak szeroko stosowany w standaryzacji roztworów kationów metali, jest to, że stała tworzenia większości kompleksów kation metalu-EDTA jest bardzo wysoka, co oznacza, że równowaga reakcji:

M ²⁺ + H ₄ Y → MH ₂ Y + 2H ⁺

leży daleko na prawo. Prowadzenie reakcji w zasadowym roztworze buforowym usuwa H ⁺ w miarę jego powstawania, co również sprzyja powstawaniu kompleksowego produktu reakcji EDTA-kation metalu. W większości przypadków można uznać, że tworzenie kompleksu kation metalu z EDTA dobiegło końca i głównie dlatego EDTA jest używany w tego typu miareczkowaniach i standaryzacjach.

Wskaźniki

Aby przeprowadzić miareczkowanie kationów metali za pomocą EDTA, prawie zawsze konieczne jest użycie wskaźnika kompleksometrycznego w celu określenia, kiedy punkt końcowy został osiągnięty. Typowymi wskaźnikami są barwniki organiczne, takie jak Fast Sulphon Black , Eriochrome Black T , Eriochrome Red B, Patton Reeder lub Murexide . Zmiana koloru wskazuje, że wskaźnik został wyparty (zwykle przez EDTA) z kationów metali w roztworze po osiągnięciu punktu końcowego. Zatem wolny wskaźnik (a nie kompleks metalu) służy jako wskaźnik punktu końcowego.

Zobacz też