1.6. Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается в случае, когда хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса.

Для потенциометрического титрования собирают цепь из индикаторного электрода и электрода сравнения. В качестве электродов сравнения чаще всего применяют каломельный или хлорсеребряный.

1.7. Определение параметров комплексообразования методом потенциометрического титрования

Большинство комплексообразующих реагентов, применяемых в аналитической химии, представляют собой довольно сильные основания. Следовательно, в растворах с рН, наиболее часто встречающихся на практике, они протонируются. Поэтому для определения констант устойчивости можно использовать методы, основанные на измерении рН.

Метод основан на том, что при образовании комплекса между ионом металла и протонированным лигандом

выделяется протон. Поэтому, определяя концентрацию иона-гидроксония, можно установить степень комплексообразования или положение равновесия.

Комплексообразующий реагент, слабую кислоту (протонированное основание), титруют потенциометрически стандартным раствором основания в присутствии инертного электролита и полученные данные представляют графически в виде зависимости рН от объема титранта. Затем тем же методом титруют раствор аналогичного состава, но содержащий так же ион исследуемого металла, и снова строят кривую титрования. Если комплексообразование интенсивно проходит в области рН=3-10 (т.е. образующийся комплекс достаточно устойчив) и концентрация лиганда С_L незначительно выше концентрации иона металла С_M, то обе кривые существенно отличаются друг от друга. Зная константы протонирования лиганда и используя координаты точек на кривых, можно рассчитать константы устойчивости комплексного соединения.

Так как в результате диссоциации слабой кислоты HmL концентрация свободного лиганда при титровании изменяется на несколько порядков, степень комплексообразования можно изучить в широком интервале концентраций лиганда без утомительного приготовления больших серий растворов.

Расчет констант устойчивости

При образовании единственного комплекса состава 1:1 константа устойчивости определяется уравнением

(15)

где - среднелигандное число.

График зависимости от представляет собой прямую, отсекающую на оси ординат отрезок, равный (рис. 6).

Определение констант устойчивости по методу полунейтраллизации Бьеррума

Метод основан на том, что экспериментальная кривая комплексообразования в координатах имеет точки перегиба при целочисленных значениях при условии, что разность значений логарифмов ступенчатых констант устойчивости больше 2,8.

, [моль/л]

Рис. 7. Определение констант устойчивости по методу полунейтраллизации Бьеррума.

В этом случае в пределах одного отрезка в значительных количествах присутствуют только два комплекса и отрицательное значение логарифмов ступенчатых констант устойчивости могут быть получены непосредственно из кривой, так как эти величины представляют собой координаты «полуцелых значений ». Обратные концентрации лигандов в точках равны отрицательным логарифмам констант устойчивости. Так как , для полуцелых значений имеем

(16)

в общем виде для любого значения между и справедливо соотношение

(17)

при условии, что  -1.

Практические рекомендации по проведению рН-титрования:

1. Для сохранения в процессе титрования постоянной ионной силы к раствору добавляют инертный электролит, который не взаимодействует с ионом металла и лигандом (перхлорат натрия, нитрат натрия или калия, хлорид натрия.)

2. Необходимо, чтобы ион металла и лиганд присутствовали в соизмеримых количествах ()

Работа № 1. Определение состава и константы устойчивости комплекса меди с сульфосалициловой кислотой методом потенциометрического

титрования

Цели работы: Определить состав и константу устойчивости комплекса меди с сульфосалициловой кислотой методом потенциометрического титрования.