Комплексометрический метод титрования

 

Среди объемных методов анализа, принятых ГФ X для ко­личественного определения лекарственных веществ, широкое распространение получил комплексометрический метод, осно­ванный на реакции образования прочных комплексов полиаминокарбоновых кислот с ионами металлов (Са²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Bi³⁺ и др.)- Поэтому эти кислоты называют комплексонами. Простейшими комплексонами являются:

Трехосновная нитрилотриуксусная кислота (НТА) или НзУ, где Y³+ анион (комплексон I):

Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ)    или   ЭДТУК (комплекгон ТТ. тпштпн А^-

 

Все эти комплексоны могут быть использованы в качестве титрантов в количественном анализе солей тяжелых металлов. Наиболее широко для этой цели применяется динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б).

Трилон Б наряду с карбоксильными группами содержит аминный азот. Вследствие такого строения он является кисло­той и комплексообразующим веществом. Многие металлы спо­собны заменить атомы водорода карбоксильных групп ЭДТА (трилона Б), одновременно связываясь координационно с азо­том аминогруппы, образуя при этом прочные комплексы трило­на Б с металлом.

Двухзарядный катион (например, Mg²⁺) образует комплекс­ное соединение с трилоном Б следующего состава:

 

где Na₂H₂Y - трилон Б; Ме^п+ - ион металла.

Как видно из приведенной схемы, реакция образования комплексов сопровождается накоплением кислоты в растворе, поэтому связывание Н+-ионов должно способствовать образо­ванию комплекса.

Наиболее благоприятной для комплексообразования реакци­ей среды является рН 8-10. Поэтому титрование солей метал­ла трилоном Б проводят в присутствии аммиачного буфера, приготовленного согласно требованиям ГФ X.

Для установления точки эквивалентности применяются спе­циальные индикаторы, которые по своей природе являются ор­ганическими красителями. К ним относятся кислотный хром темно-синий, кислотный хром черный специальный, называемый эриохром черный Т или хром черный специальный ЕТ-00, мурексид и др.

Наиболее часто применяют хром черный специальный ЕТ-00 (I) и мурексид (II).

 

Хром черный специальный ЕТ-00 применяется для титрова­ния ионов металлов в нейтральной или щелочной среде (рН 7-11). В этом интервале он окрашен в синий цвет, а его комплекс с ионами металлов (Mg²⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Co²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺ и др.) -винно-красный цвет.

 

При титровании трилоном Б комплекс индикатора с метал­лом (III) разрушается. Ионы металла связываются трилоном Б в более прочное комплексное соединение (IV). При этом анион индикатора (I) переходит в раствор и окрашивает его в синий цвет.

 

Окраска раствора четко изменяется в щелочной среде (рН8-10).

Таким образом, принцип комплексометрического титрования сводится к следующему. К исследуемому раствору, содержаще­му определяемый катион при строго определенном значении рН прибавляют небольшое количество соответствующего индикато­ра, при этом образуется хорошо растворимое в воде окрашен­ное комплексное соединение индикатора с ионом определяемого-металла. При титровании трилоном Б этот комплекс разру­шается и образуется более прочный, как правило, бесцветный,. комплекс иона металла с трилоном Б. При этом выделяется анион индикатора, который окрашивает раствор в другой цвет,. присущий свободному индикатору при данном значении рН.

Комплексометрическое титрование осуществляется двумя способами: методом прямого титрования и обратного.

Большинство катионов определяется в щелочной среде ме­тодом прямого титрования.

Метод обратного титрования применяется в тех случаях, ког­да определяемые катионы осаждаются аммиаком (составной частью аммиачного буферного раствора), либо когда ионы ме­талла, например алюминия, реагируют с трилоном Б очень медленно. В этом случае к раствору определяемой соли добав­ляют определенное количество трилона Б в избытке, который оттитровывают раствором какой-либо соли, чаще всего Zn²⁺_r Mg²⁺, при определенном индикаторе и значении рН.

В эквивалентной точке цвет раствора изменяется от цвета свободного индикатора до цвета его комплекса с катионом ме­талла той соли, раствором которой оттитровывается избыток трилона Б.

При комплексометрическом титровании должны соблюдать­ся следующие условия:

-  в точке эквивалентности катион металла практически должен быть полностью связан в комплекс с трилоном Б;

-  комплекс трилона Б с определяемым катионом должен быть прочнее комплекса индикатора с этим же катионом.

Комплексометрический метод рекомендуется ГФ X для опре­деления количественного содержания вещества в препаратах, являющихся солями металлов (кальция, магния, цинка, меди, ртути и др.).

27.06.2015