Химические методы анализа - 138 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

275
Обе соли (и кристаллогидрат, и безводная) могут применяться в
качестве исходных веществ для приготовления стандартного раствора
комплексона III (раствора трилона Б).
Для приготовления 1л 0.1 н. раствора комплексона III надо
взять следующую навеску:
[1/2 М(Na
2
C
10
H
14
O
8
N
2
)]/10 = 336.211/20 = 16.811 г
или
[1/2 М(Na
2
C
10
H
14
O
8
N
2
⋅2H
2
O)]/10 = 372.242/20 = 18.612 г.
Для стандартизации (установки характеристик: Т и С
эк
) раствора
комплексона III применяют х.ч. карбонат кальция, х.ч. оксида цинка
или х.ч. металлический цинк, рассчитанную навеску которых раство-
ряют в х.ч. хлороводородной или серной кислоте, нейтрализуют гид-
роксидом натрия или аммиаком, разбавляют аммиачным буферным
раствором и титруют стандартным раствором комплексона III в при-
сутствии необходимого индикатора (обычно эриохрома черного Т или
мурексида). Под конец титруют медленно, приливая титрант по от-
дельным каплям.
Титр раствора комплексона III может быть установлен также по
фиксаналу соли магния.
По результатам титрования рассчитывают титр Т, нормальность
С
эк
и поправочный коэффициент К (К = С
эк теор
/ С
эк эксп
или Т
теор
/Т
эксп
,
где С
эк теор
и С
эк эксп
, или Т
теор
Т
эксп
- теоретические и найденные из экс-
перимента нормальность и титр) раствора комплексона III.
Расчеты
а) По титру установочного вещества:
Т
тр.Б
= М
Этр.Б
⋅Т
уст
⋅V
уст
/М
Эуст
⋅V
тр.Б
г/мл;
С
эк тр.Б
= 1000 ⋅Т
тр.Б
/ М
Этр.Б
, моль/л;
б) по молярной концентрации эквивалентов установочного ве-
щества:
С
эк тр.Б
= С
эк уст
⋅V
уст
/ V
тр.Б
, моль/л;
Т
тр.Б
= М
Этр.Б
⋅ С
эк тр.Б
/1000, г/мл.
Здесь Т
уст
, Т
тр.Б
- титр растворов установочного вещества и трилона Б,
г/мл; М
Эуст
, М
Этр.Б
- молярные массы эквивалентов установочного веще-
ства и трилона Б, г/моль; С
эк уст
, С
эк тр.Б
- молярные концентрации экви-
валентов растворов установочного вещества и трилона Б (комплексо-
на III), моль/л; V
тр.Б
и V
уст
- объемы раствора комплексона III в конеч-
ной точке (точке эквивалентности) и установочного вещества, взятого
для титрования (V
уст
= V
пип
), мл.
276
V.4.2. Комплексонометрический метод определения кальция
Комплексонометрическое определение кальция основано на пря-
мом титровании его ионов стандартным раствором комплексона III в
присутствии мурексида, эриохрома черного Т или кислотного хром
темно-синего. Индикатор образует с ионами кальция комплексное со-
единение красного цвета. При титровании раствора комплексоном III
(трилоном Б) в точке эквивалентности (конечной точке титрования)
красная окраска переходит в окраску, характерную для свободного
индикатора.
В результате титрования солей кальция трилоном Б происходит
образование комплекса CaY
2-
и кислоты:
Ca
2+
+ H
2
Y
2−
↔ CaY
2−
+ 2H
+
.
Образующийся комплекс CaY
2-
относительно неустойчив:
[Ca
2+
][Y
4−
]/[CaY
2−
] = 3⋅10
−11
.
Поэтому образование свободной кислоты во время реакции
или прибавление ее в титруемый раствор перед титрованием сдвигает
указанное равновесие влево, т.е. в сторону разрушения комплекса.
ЭДТА является четырехосновной кислотой и характеризуется
следующими константами: pK
1
= 2.0; pK
2
= 2.67; pK
3
= 6.16; pK
4
=
10.26 и представляет собой относительно слабую кислоту, поэтому рН
раствора ее комплекса с Са
2+
не должен быть ниже 10.3. Если рН будет
меньше, то Y
4−
с Н
+
образует соответствующие гидроанионы: HY
3−
,
H
2
Y
2−
, H
3
Y
−
и кислоту H
4
Y. При этом комплекс CaY
2−
разрушается или
не образуется совсем.
Таким образом, устойчивость внутрикомплексной соли, обра-
зуемой ионами кальция с комплексоном III зависит от величины рН
раствора.
Поэтому для обеспечения оптимального течения реакции обра-
зования комплекса CaY
2−
титрование солей кальция раствором ЭДТА
нужно проводить в сильнощелочной среде при рН > 12. В этом слу-
чае достигается полная нейтрализация образующейся в процессе тит-
рования свободной кислоты и наблюдается максимальный скачок
кривой титрования (рис.5.8).
Методика определения
В мерной колбе вместимостью 250 мл готовят приблизительно
0.1 н. раствор какой-либо растворимой в воде соли кальция (или в
мерной колбе получают контрольный раствор для количественного
определения и доводят дистиллированной водой до метки, тщательно 
       Обе соли (и кристаллогидрат, и безводная) могут применяться в              V.4.2. Комплексонометрический метод определения кальция
качестве исходных веществ для приготовления стандартного раствора
комплексона III (раствора трилона Б).                                                 Комплексонометрическое определение кальция основано на пря-
       Для приготовления 1л 0.1 н. раствора комплексона III надо               мом титровании его ионов стандартным раствором комплексона III в
взять следующую навеску:                                                       присутствии мурексида, эриохрома черного Т или кислотного хром
             [1/2 М(Na2C10H14O8N2)]/10 = 336.211/20 = 16.811 г                 темно-синего. Индикатор образует с ионами кальция комплексное со-
или                                                                            единение красного цвета. При титровании раствора комплексоном III
        [1/2 М(Na2C10H14O8N2 ⋅2H2O)]/10 = 372.242/20 = 18.612 г.               (трилоном Б) в точке эквивалентности (конечной точке титрования)
       Для стандартизации (установки характеристик: Т и Сэк) раствора          красная окраска переходит в окраску, характерную для свободного
комплексона III применяют х.ч. карбонат кальция, х.ч. оксида цинка             индикатора.
или х.ч. металлический цинк, рассчитанную навеску которых раство-                     В результате титрования солей кальция трилоном Б происходит
ряют в х.ч. хлороводородной или серной кислоте, нейтрализуют гид-              образование комплекса CaY2- и кислоты:
роксидом натрия или аммиаком, разбавляют аммиачным буферным                                        Ca2+ + H2Y2− ↔ CaY2− + 2H+ .
раствором и титруют стандартным раствором комплексона III в при-                      Образующийся комплекс CaY2- относительно неустойчив:
сутствии необходимого индикатора (обычно эриохрома черного Т или                                    [Ca2+][Y4−]/[CaY2−] = 3⋅10−11 .
мурексида). Под конец титруют медленно, приливая титрант по от-                       Поэтому образование свободной кислоты во время реакции
дельным каплям.                                                                или прибавление ее в титруемый раствор перед титрованием сдвигает
       Титр раствора комплексона III может быть установлен также по            указанное равновесие влево, т.е. в сторону разрушения комплекса.
фиксаналу соли магния.                                                                ЭДТА является четырехосновной кислотой и характеризуется
       По результатам титрования рассчитывают титр Т, нормальность             следующими константами: pK1 = 2.0; pK2 = 2.67; pK3 = 6.16; pK4 =
Сэк и поправочный коэффициент К (К = Сэк теор / Сэк эксп или Ттеор /Тэксп ,    10.26 и представляет собой относительно слабую кислоту, поэтому рН
где Сэк теор и Сэк эксп, или Ттеор Тэксп - теоретические и найденные из экс-   раствора ее комплекса с Са2+ не должен быть ниже 10.3. Если рН будет
перимента нормальность и титр) раствора комплексона III.                       меньше, то Y4− с Н+ образует соответствующие гидроанионы: HY3−,
                                                                               H2Y2−, H3Y− и кислоту H4Y. При этом комплекс CaY2− разрушается или
                                     Расчеты                                   не образуется совсем.
        а) По титру установочного вещества:                                           Таким образом, устойчивость внутрикомплексной соли, обра-
                  Ттр.Б = МЭтр.Б ⋅Туст ⋅Vуст /МЭуст ⋅Vтр.Б г/мл;               зуемой ионами кальция с комплексоном III зависит от величины рН
                     Сэк тр.Б = 1000 ⋅Ттр.Б / МЭтр.Б , моль/л;                 раствора.
        б) по молярной концентрации эквивалентов установочного ве-                    Поэтому для обеспечения оптимального течения реакции обра-
щества:                                                                        зования комплекса CaY2− титрование солей кальция раствором ЭДТА
                      Сэк тр.Б = Сэк уст ⋅Vуст / Vтр.Б, моль/л;                нужно проводить в сильнощелочной среде при рН > 12. В этом слу-
                       Ттр.Б = МЭтр.Б ⋅ Сэк тр.Б /1000, г/мл.                  чае достигается полная нейтрализация образующейся в процессе тит-
Здесь Туст, Ттр.Б - титр растворов установочного вещества и трилона Б,         рования свободной кислоты и наблюдается максимальный скачок
г/мл; МЭуст, МЭтр.Б - молярные массы эквивалентов установочного веще-          кривой титрования (рис.5.8).
ства и трилона Б, г/моль; Сэк уст, Сэк тр.Б - молярные концентрации экви-
валентов растворов установочного вещества и трилона Б (комплексо-                                    Методика определения
на III), моль/л; Vтр.Б и Vуст - объемы раствора комплексона III в конеч-
ной точке (точке эквивалентности) и установочного вещества, взятого                  В мерной колбе вместимостью 250 мл готовят приблизительно
для титрования (Vуст = Vпип ), мл.                                             0.1 н. раствор какой-либо растворимой в воде соли кальция (или в
                                                                               мерной колбе получают контрольный раствор для количественного
                                                                               определения и доводят дистиллированной водой до метки, тщательно


                                    275                                                                        276

Страницы