[ Pobierz całość w formacie PDF ]
etylenodiaminotetraoctowego (2 atomy azotu i 4 atomy tlenu) wysyca koordynacyjnie atom
metalu. Kompleksy EDTA z metalami są bezbarwne lub barwne, jeżeli metal wchodzący w
skład kompleksu ma właściwości chromoforowe (np. żelazo, chrom, miedz, nikiel).
Zastępując wzór kwasu etylenodiaminotetraoctowego
HOOC H2C CH2 COOH
N CH2 CH2 N
HOOC H2C CH2 COOH
skrótem H4Y, jego reakcję z jonami metali w środowisku obojętnym można napisać w postaci
ogólnego równania:
Mn+ + H2Y2- ’! MY(n-4)+ + 2H+
Podstawowym odczynnikiem (titrantem) w kompleksometrycznej analizie
miareczkowej jest sól dwusodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego,
etylenodiaminotetraoctan disodu, oznaczana podobnie jak sam kwas skrótem EDTA. Sól ta
jest znana pod nazwÄ… kompleksonu III (Na2H2Y),
NaOOC H2C CH2 COOH
N CH2 CH2 N
HOOC H2C CH2 COONa
Kwas etylenodiaminotetraoctowy zwany kompleksonem II, w odróżnieniu od swej
soli sodowej praktycznie nie rozpuszcza siÄ™ w wodzie, dlatego jego zastosowanie jako titranta
jest ograniczone.
W zależności od wartości pH, EDTA tworzy prawie ze wszystkimi jonami metali
wielowartościowych trwałe, rozpuszczalne kompleksy chelatowe, w których stosunek
M : EDTA wynosi 1:1. Dzięki wynalezieniu wielu barwnych wskazników, umożliwiających
wyznaczenie końca reakcji kompleksowania jonów podczas miareczkowania mianowanymi
roztworami EDTA, kompleksometria znalazła zastosowanie do oznaczania wielu metali w
miareczkowaniu bezpośrednim i odwrotnym, oraz niemetali w miareczkowaniu pośrednim.
Mianowane roztwory EDTA można stosować w stężeniach od 0,1 M do 0,001 M, co
umożliwia oznaczanie pierwiastków w szerokich granicach stężeń
31
Miareczkowanie bezpośrednie polega na dodawaniu mianowanego roztworu EDTA do
roztworu zawierajÄ…cego badany kation oraz odpowiednie odczynniki maskujÄ…ce i utrzymujÄ…ce
wartość pH na ustalonym poziomie przy czym do wyznaczenia punktu końcowego
miareczkowania stosuje się metalowskazniki. W ten sposób oznacza się m.in. glin,
żelazo(III), wapń, cer, magnez, cynk, kadm, miedz(II), nikiel, kobalt.
Miareczkowanie odwrotne stosuje siÄ™ w przypadku, gdy jony oznaczanego metalu
zbyt wolno ulegajÄ… kompleksowaniu lub gdy w roztworach o pH koniecznym do
miareczkowania wytracajÄ… siÄ™ one w postaci osadu. W takich przypadkach do
miareczkowanego roztworu wprowadza siÄ™ nadmiar mianowanego roztworu EDTA oraz
odpowiedni roztwór buforowy i nadmiar odczynnika odmiareczkowuje się mianowanym
roztworem jonu metalu. Metodą tą oznacza się również metale, które tworzą trwałe
kompleksy z EDTA, lecz nie reagują ze wskaznikami (np. tal) lub takie kationy, które tworzą
zbyt trwałe kompleksy ze wskaznikami (takie jak kompleksy kobaltu, niklu i glinu z czernią
eriochromowÄ… T).
Miareczkowanie podstawieniowe stosuje się w przypadku oznaczania jonów metali,
które tworzą z EDTA kompleksy bardziej trwałe od np. kompleksu magnezu z EDTA.
Przykładem tego typu miareczkowania jest oznaczanie wapnia wobec czerni eriochromowej.
Jeżeli do analizowanego roztworu doda się kompleksu Mg-EDTA, w wyniku reakcji
wymiany uwalnia się ilość jonów magnezu równoważna ilości oznaczanego kationu.
Uwolnione jony magnezu miareczkuje się bezpośrednio mianowanym roztworem EDTA,
przy czym zachodzi następująca reakcja wymiany:
Ca2+ + MgY2- ’! Mg2+ + CaY2-
Pośrednie oznaczanie anionów polega na tym, że oznaczany anion strąca się
roztworem odpowiedniego kationu, o znanym stężeniu, dodanego w ściśle określonej
objętości. Nadmiar użytego roztworu kationu w przesączu po oddzieleniu osadu
odmiareczkowuje się mianowanym roztworem EDTA. W ten sposób oznacza się na przykład
siarczany, stosując do ich strącania roztwór chlorku baru.
Przygotowanie 0,01 M roztworu EDTA
W miareczkowaniach kompleksometrycznych najczęściej stosuje się roztwór EDTA o
stężeniu 0,01 mol/l. Wybór stężenia odczynnika zależy od zawartości oznaczanego jonu w
badanym roztworze. Spośród bardziej stężonych roztworów EDTA stosuje się roztwory: 0,1;
0,05; 0,02 i 0,01 M; spośród roztworów rozcieńczonych 0,005; 0,002 i 0,001 M.
Roztwór EDTA przygotowuje się przez rozpuszczenie odpowiedniej odważki
dwuwodnej dwusodowej soli, Na2H2Y·2H2O, (nazwa handlowa tej soli to wersenian
dwusodowy), w wodzie zdejonizowanej. Sól ta wysuszona do stałej masy w temperaturze
80oC jest trwała w dużym zakresie wilgotności powietrza; natomiast w temperaturze
120 140oC traci obie cząsteczki wody, lecz jako bezwodna jest higroskopijna. Jeżeli miano
roztworu EDTA otrzymanego z odważki nie jest pewne (np. nie jest znana czystość użytego
preparatu), nastawia się je na roztwór wzorcowy metalu, np. magnezu, cynku, bizmutu,
miedzi.
Masa molowa Na2H2Y· 2H2O wynosi 372,24 g/mol. W celu przygotowania 1 litra 0,01
roztworu należy odważyć na wadze analitycznej ok. 3,72 g EDTA (o odpowiedniej czystości),
przenieść ilościowo do kolby miarowej na litr i po rozpuszczeniu dopełnić wodą destylowaną
[ Pobierz całość w formacie PDF ]