Komplexometrische Titration - Complexometric titration

Die komplexometrische Titration (manchmal Chelatometrie ) ist eine Form der volumetrischen Analyse, bei der die Bildung eines farbigen Komplexes verwendet wird, um den Endpunkt einer Titration anzuzeigen. Komplexometrische Titrationen sind besonders nützlich für die Bestimmung eines Gemisches verschiedener Metallionen in Lösung. Um den Endpunkt der Titration zu erkennen, wird in der Regel ein Indikator verwendet , der einen eindeutigen Farbumschlag erzeugen kann. Komplexometrische Titrationen sind Reaktionen, bei denen ein einfaches Ion in ein komplexes Ion umgewandelt wird und der Äquivalenzpunkt mithilfe von Metallindikatoren oder elektrometrisch bestimmt wird.

Reaktionen für die komplexometrische Titration

Theoretisch kann jede Komplexierungsreaktion als volumetrische Technik verwendet werden, vorausgesetzt, dass:

  1. Die Reaktion erreicht nach jeder Zugabe des Titriermittels schnell ein Gleichgewicht .
  2. Störsituationen entstehen nicht. Zum Beispiel die schrittweise Bildung mehrerer verschiedener Komplexe des Metallions mit dem Titriermittel, was dazu führt, dass während des Titrationsprozesses mehr als ein Komplex in Lösung vorliegt.
  3. Ein komplexometrischer Indikator , der Äquivalenzpunkte mit angemessener Genauigkeit lokalisieren kann, ist verfügbar.

In der Praxis ist die Verwendung von EDTA als Titriermittel gut etabliert.

Komplextitration mit EDTA

EDTA, Ethylendiamintetraessigsäure , hat vier Carboxylgruppen und zwei Amingruppen , die als Elektronenpaardonatoren oder Lewis-Basen fungieren können . Die Fähigkeit von EDTA, potenziell seine sechs einsamen Elektronenpaare für die Bildung koordinativer kovalenter Bindungen an Metallkationen abzugeben, macht EDTA zu einem sechszähnigen Liganden. In der Praxis wird EDTA jedoch normalerweise nur teilweise ionisiert und bildet daher weniger als sechs kovalente kovalente Bindungen mit Metallkationen.

Dinatrium-EDTA wird üblicherweise verwendet, um wässrige Lösungen von Übergangsmetallkationen zu standardisieren. Dinatrium-EDTA (oft als Na 2 H 2 Y geschrieben ) bildet bei pH-Werten ≤ 12 nur vier koordinative kovalente Bindungen zu Metallkationen. In diesem pH-Bereich bleiben die Amingruppen protoniert und können daher keine Elektronen zur Bildung kovalenter Bindungen abgeben . Beachten Sie, dass die Kurzform Na 4−x H x Y verwendet werden kann, um jede EDTA-Spezies darzustellen, wobei x die Anzahl der sauren Protonen bezeichnet, die an das EDTA-Molekül gebunden sind.

EDTA bildet mit den meisten 2+ Metallkationen M 2+ in wässriger Lösung einen oktaedrischen Komplex . Der Hauptgrund dafür, dass EDTA bei der Standardisierung von Metallkationenlösungen so häufig verwendet wird, ist, dass die Bildungskonstante für die meisten Metallkation-EDTA-Komplexe sehr hoch ist, was bedeutet, dass das Gleichgewicht für die Reaktion:

M 2+ + H 4 Y → MH 2 Y + 2H +

liegt weit rechts. Die Durchführung der Reaktion in einer basischen Pufferlösung entfernt H + bei seiner Bildung, was auch die Bildung des Reaktionsprodukts des EDTA-Metallkation-Komplexes begünstigt. Für die meisten Zwecke kann davon ausgegangen werden, dass die Bildung des Metallkation-EDTA-Komplexes vollständig abläuft, und deshalb wird EDTA hauptsächlich in solchen Titrationen und Standardisierungen verwendet.

Indikatoren

Um Metallkationentitrationen mit EDTA durchzuführen, ist es fast immer notwendig, mit einem komplexometrischen Indikator zu bestimmen, wann der Endpunkt erreicht ist. Gängige Indikatoren sind organische Farbstoffe wie Fast Sulphon Black , Eriochrome Black T , Eriochrome Red B , Patton Reeder oder Murexide . Der Farbumschlag zeigt an, dass der Indikator bei Erreichen des Endpunktes von den Metallkationen in Lösung (meist durch EDTA) verdrängt wurde. Somit dient der freie Indikator (und nicht der Metallkomplex) als Endpunktindikator.

Siehe auch