Laborant.su

Железо (III) образует с ЭДТА один из самых устойчивых комплексов, lgPFeY=25,16. Высокое значение константы устойчивости комплексоната железа позволяет проводить титрование в кислых средах при рН<3. Проводить титро¬вание при рН> 3 нецелесообразно, так как образуется гидроксид железа, что увеличит погрешность определения. Наиболее удобно проводить титрование при рН = 2,5, при даииой кислотности раствора логарифм условной константы устойчивости комплексоната железа равен lg р?сел?-= 13,26. Титрование железа возможно и при более низких значениях рН раствора (см. рис. 15.4), но при этом значительно возрастает коэффициент побочных реакций ЭДТА, что приво¬дит к уменьшению условной константы устойчивости комплек¬соната железа.
Железо (II) также образует с ЭДТА комплекс, но устой¬чивость этого комплекса (lgpFe„Y= 14,33) значительно мень¬ше устойчивости комплексоната железа (III). При рН = 2,5 железо(П) с ЭДТА ие взаимодействует, поэтому перед титрованием его необходимо окислить до железа(III) нагре¬ванием с HNO3 или добавлением пероксида водорода. Опре¬деление в кислых средах более избирательно. Определению железа (III) не мешают Cu2+, Zn2+, Са2+, Ва2+, Со2+, Мп2+, Ni2+. Однако металлы, взаимодействующие с ЭДТА
373

в кислых растворах, такие как Thiv Bi"i, Iniii, Tei, Sc"i и Hg2+, мешают определению. Железо может быть отделено от мешающих ионов экстракцией его метилизобутилкетоном При
комплексоиометрическом титровании иоиов железа(III) с индикаторами, изменяющими свою окраску при низких значениях рН, переход окраски индикатора не очень четкий из-за низкой интенсивности окраски индикатора (е«103) Для увеличения скорости реакции комплексообразования титрование проводят при нагревании до 60 °С. Реактивы
Раствор ЭДТА, 0,025 М.
Сульфосалициловая кислота, 5%-й раствор.
Ацетатный буферный раствор, рН = 2,5.
Выполнение работы. Анализируемый'раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл доводят до метки дистиллирован¬ной водой и тщательно перемешивают. В коническую колбу для титрования переносят алнквотную часть раствора (10 мл) добавляют 5 мл ацетатного буферного раствора, нагревают до о0°С, добавляют 1 мл раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора от красно-фиолетовой к желтой. Титрование повто¬ряют до получения не менее трех сходящихся результатов Расчет количества определяемого вещества проводят по формулам, приведенным в разд. 12.7.

Работа 5. Определение алюминия
A1Y-: MY2

• H2Y2" f 2H + .

Комплексонометрическое определение алюминия основано на обратном титровании избытка ЭДТА сульфатом цинка или свинца с использованием в качестве индикаторов ксилено-лового оранжевого, пирокатехинового фиолетового, хромазу-рола S, 1,2-(пиридилазо)-2-нафтола. При этом протекают следующие реакции:
Al3+ + H2YLl H2Y2C7 + M2+
Алюминий образует с ЭДТА прочный комплекс, lgp = -16,13. Однако в слабокислых растворах ионы алюминия присутствуют в виде кинетически инертных аква- и оксокомп-лексов. Прн рН<3 образование гидроксокомплексов подав¬ляется, но условная константа устойчивости очень мала, что делает невозможным титрование. Так, lg?jY- (рН = 2) = = 16,1-13,5 = 2,6, а при рН = 5 lgpj™_ = 16,1 -6,5 = 9,6.
Увеличение рН раствора приводит к увеличению лога¬рифма условной константы устойчивости комплексоната алю¬миния, но при рН = 5 начинается гидролиз ионов алюминия, 374 что опять же приводит к уменьшению логарифма условной константы устойчивости этого комплекса, что хорошо согла¬суется с данными, приведенными на рис. 15.10.
Реакция образования комплексоната алюминия протекает очень медленно. Так, период полуобмена молекулы воды в аквакомплексе алюминия составляет 7,5 с. Для увеличения скорости реакции растворы перед титрованием нагревают.
Определению алюминия ие мешают Са2+, Mg2+, Мп2+,
TiIV, а также другие металлы, устойчивость комплексонатов которых  меньше  устойчивости  комплексоната алюминия. Реактивы
Раствор ЭДТА, 0,025 М. Раствор сульфата цинка, 0,025 М. Раствор ацетата натрия, 0,2 М. Хлороводородная кислота, 1 М.
Ксиленоловый оранжевый, смесь с нитратом калия в от¬ношении 1:100.
Выполнение работы. Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл доводят до метки дистиллиро¬ванной водой и тщательно перемешивают. В коническую колбу для титрования переносят алнквотную часть раствора (10 мл) добавляют 20 мл 0,025 М раствора ЭДТА, 2 мл 1 М раствора НС1, нагревают до кипения и оставляют на кипящей водяной бане на 10 мин. После охлаждения раствора устанавливают рН=5 добавлением 0,2 М раствора CrfoCOONa, добавляют на кончике шпателя индикатор ксиленоловый оранжевый и после полного растворения индикатора титруют раствором сульфата цинка до изменения окраски раствора от желтой к красной. Титрование повторяют до получения не менее трех сходящихся результатов.

Расчет количества определяемого вещества проводят по формулам, приведенным в разд. 12.7.
Хорошие результаты получаются при титровании алюми¬ния в присутствии индикатора ПАН.
Реактивы
Раствор ЭДТА, 0,025 М. Раствор ацетата аммония, 50%-й. Раствор сульфата меди, 0,025 М. ПАН, 1%-й раствор.
Выполнение работы. Анализируемый раствор в мерной _ колбе вместимостью 100 мл доводят до метки дистиллиро¬ванной водой и тщательно перемешивают. В коническую колбу для титрования переносят алнквотную часть раствора (10 мл), добавляют 20 мл раствора ЭДТА, разбавляют водой до 100 мл, приливают 5 мл раствора ацетата аммония и нагревают на водяной бане до 70 °С. Через 1 мин прибав¬ляют 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором суль¬фата меди до изменения окраски раствора от желтой через зеленую до фиолетовой. Титрование повторяют до получения не менее трех сходящихся результатов.
Расчет количества определяемого вещества проводят по формулам, приведенным в разд. 12.7.
Работа 6. Определение марганца
Комплексонометрическое определение марганца основано на прямом титровании его раствором ЭДТА в присутствии эрио¬хромового черного Т, пирокатехинового фиолетового, фта-леинкомплексона и мурексида. Реакция комплексообразова¬ния протекает по уравнению
Mn2+ + HY3- ^=±: MnY2- + H+. ЭДТА образует с марганцем устойчивый комплекс (lgPMnYs-= 14,04). Титрование выполняют при рН=10, так как в этом случае логарифм условной константы устойчивости комплексоната марганца наибольший и равен 13,55 [сравни с lgpMnY2- (РН = 8) = 11,7]. Для предотвращения окисления Мп" в качестве восстановителя используют гидроксиламин или аскорбиновую кислоту. При высоких концентрациях Мп» возможно выпадение осадка гидроксида марганца; для предотвращения осаждения добавляют триэтаноламин,' удерживающий марганец в растворе в виде малоустойчивого комплекса с триэтаноламином. При этом очень важно доба¬вить аскорбиновую кислоту, так как иначе Мп" окислится до Мп111 и образуется комплекс Мп111 с триэтаноламином, который комплексоиометрически ие титруется. При этом Мп" можно титровать в присутствии железа и алюминия. 376
Определению марганца мешают щелочноземельные метал¬лы и магний, часто сопутствующие ему в промышленных и природных объектах. Кальций и магний могут быть за¬маскированы с помощью фторид-ионов. Для отделения мар¬ганца от щелочноземельных металлов и магния может быть использован тиоацетамид.
Реактивы