Количественный анализ. Объемные и гравиметрические методы. Теория химических методов анализа. Танганов Б.Б. - 81 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

161
Как правило, эти индикаторы представляют собой ор-
ганические красители, образующие с ионами металла хела-
ты в интервале рМ, зависящем от свойств катиона и инди-
катора. Часто комплексы настолько интенсивно окрашены,
что окраска заметна даже в интервале 10
-6
-10
-7
М.
Большинство металлоиндикаторов обладает способ-
ностью присоединять протоны и образовывать соединения,
окрашенные почти иак же, как и комплексы металлов. По-
этому они являются кислотно-основными индикаторами и
пригодны в качестве металлоиндикаторов только в той об-
ласти рН, где конкурирующая реакция с участием протонов
отсутствует.
Такими свойствами обладает широко используемый
индикатор эриохромовый черный Т. В кислых и умеренно
щелочных средах в растворе индикатора доминирует равно-
весие:
K
a
= 510
-7
H
2
In
-
←→ HIn
2-
+ H
+
красный сине-голубой
Каждая из частиц H
2
In
-
и HIn
2-
существует в раз-
личных таутомерных формах. При очень высоких значениях
рН наблюдается дальнейшая диссоциация HIn
2-
с образова-
нием оранжевого In
3-
.
Комплексы металлов с эриохромовым черным Т в ос-
новном красного цвета. Поэтому он пригоден в качестве ме-
таллоиндикатора при рН = 7 и выше, где преобладает голу-
бая форма индикатора HIn
2-
. В конечной точке титрования
реакцию можно представить следующим образом:
МIn
-
+ HY
3-
HIn
2-
+ MY
2-
красный голубой
Индикатор для титрования раствором ЭДТА должен
образовывать с ионом металла комплекс с константой ус-
тойчивости, в 10 раз меньшей, чем константа устойчиво-
сти комплекса металла с ЭДТА, иначе титрование закон-
162
чится преждевременно. Наоборот, если различие в величи-
нах констант устойчивости слишком мало, как, например,
в случае иона кальция, конец титрования будет фиксиро-
ваться слишком поздно. Пригодность того или иного инди-
катора для титрования раствором ЭДТА можно определить
по изменению рМ вблизи точки эквивалентности, если кон-
станта устойчивости комплекса иона металла с индикато-
ром известна.
Недостатком эриохромового черного Т является малая
устойчивость его растворов во времени. Установлено, что
этого недостатка лишены растворы кальмагита - индикато-
ра практически аналогичного поведения. Некоторые другие
индикаторы в отличие от эриохромового черного Т можно
применять в сильно кислой среде.
IV.3.5. Область применения
комплексонометрического титрования
Регулируя значение рН можно в значительной мере
контролировать и применять ЭДТА для титрования различ-
ных растворов, содержащих ионы металлов. Так, при рН
1 определению катионов трехвалентных металлов не меша-
ют катионы двухвалентных металлов. В этих условиях ме-
нее устойчивые хелаты двухвалентных металлов практиче-
ски не образуются, тогда как ионы трехвалентных металлов
связываются количественно. Аналогично кадмий образует с
ЭДТА более устойчивый комплекс, чем магний, и его
можно определять в присутствии магния в буферном рас-
творе с рН = 7. Для обнаружения конечной точки титрова-
ния кадмия в качестве индикатора применяют эриохромо-
вый черный Т. Магний не мешает определению, поскольку
при данном рН не образует комплекса с индикатором. На-
конец, мешающее влияние отдельных катионов можно ино-
гда устранить введением подходящих маскирующих реа-
гентов - вспомогательных соединений, избирательно свя-
зывающих мешающие катионы в очень прочные комплексы.
                           161                                                        162


       Как правило, эти индикаторы представляют собой ор-   чится преждевременно. Наоборот, если различие в величи-
ганические красители, образующие с ионами металла хела-     нах констант устойчивости слишком мало, как, например,
ты в интервале рМ, зависящем от свойств катиона и инди-     в случае иона кальция, конец титрования будет фиксиро-
катора. Часто комплексы настолько интенсивно окрашены,      ваться слишком поздно. Пригодность того или иного инди-
что окраска заметна даже в интервале 10-6-10-7 М.           катора для титрования раствором ЭДТА можно определить
     Большинство металлоиндикаторов обладает способ-        по изменению рМ вблизи точки эквивалентности, если кон-
ностью присоединять протоны и образовывать соединения,      станта устойчивости комплекса иона металла с индикато-
окрашенные почти иак же, как и комплексы металлов. По-      ром известна.
этому они являются кислотно-основными индикаторами и             Недостатком эриохромового черного Т является малая
пригодны в качестве металлоиндикаторов только в той об-     устойчивость его растворов во времени. Установлено, что
ласти рН, где конкурирующая реакция с участием протонов     этого недостатка лишены растворы кальмагита - индикато-
отсутствует.                                                ра практически аналогичного поведения. Некоторые другие
     Такими свойствами обладает широко используемый         индикаторы в отличие от эриохромового черного Т можно
индикатор эриохромовый черный Т. В кислых и умеренно        применять в сильно кислой среде.
щелочных средах в растворе индикатора доминирует равно-                    IV.3.5. Область применения
весие:                                                                комплексонометрического титрования
                       Ka = 5⋅10-7                               Регулируя значение рН можно в значительной мере
               H2In- ←→ HIn2-          + H+             контролировать и применять ЭДТА для титрования различ-
             красный          сине-голубой                  ных растворов, содержащих ионы металлов. Так, при рН ≅
     Каждая из частиц H2In- и HIn2- существует в раз-       1 определению катионов трехвалентных металлов не меша-
личных таутомерных формах. При очень высоких значениях      ют катионы двухвалентных металлов. В этих условиях ме-
рН наблюдается дальнейшая диссоциация HIn2- с образова-     нее устойчивые хелаты двухвалентных металлов практиче-
нием оранжевого In3- .                                      ски не образуются, тогда как ионы трехвалентных металлов
     Комплексы металлов с эриохромовым черным Т в ос-       связываются количественно. Аналогично кадмий образует с
новном красного цвета. Поэтому он пригоден в качестве ме-   ЭДТА более устойчивый комплекс, чем магний, и его
таллоиндикатора при рН = 7 и выше, где преобладает голу-    можно определять в присутствии магния в буферном рас-
бая форма индикатора HIn2-. В конечной точке титрования     творе с рН = 7. Для обнаружения конечной точки титрова-
реакцию можно представить следующим образом:                ния кадмия в качестве индикатора применяют эриохромо-
                МIn- + HY3- ↔ HIn2- + MY2-                  вый черный Т. Магний не мешает определению, поскольку
              красный          голубой                      при данном рН не образует комплекса с индикатором. На-
     Индикатор для титрования раствором ЭДТА должен         конец, мешающее влияние отдельных катионов можно ино-
образовывать с ионом металла комплекс с константой ус-      гда устранить введением подходящих маскирующих реа-
тойчивости, в 10 раз меньшей, чем константа устойчиво-      гентов - вспомогательных соединений, избирательно свя-
сти комплекса металла с ЭДТА, иначе титрование закон-       зывающих мешающие катионы в очень прочные комплексы.