chemistry for life

 
تیتراسیونهای کمپلکسومتری
نویسنده : حسن محمودی - ساعت ۳:٥۸ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٩ امرداد ۱۳٩٠
 

روش های کمپلکسومتری یا پیچیده سنجی

تیتراسیونهای کمپلکسومتری: تعیین غلظت یک گونه(عمدتاً کاتیون فلزی) بتوسط تشکیل کمپلکس با یک لیگاند

ا


روش های کمپلکسومتری یا پیچیده سنجی

تیتراسیونهای کمپلکسومتری: تعیین غلظت یک گونه(عمدتاً کاتیون فلزی) بتوسط تشکیل کمپلکس با یک لیگاند

انواع لیگاندها:

1- لیگاندتک دندانه ای:

 گونة دهنده زوج الکترون که معمولاً یک محل برای کوئوردیناسیون ویا تشکیل کمپلکس با کاتیون دارد.

2- لیگاند چند دندانه ای:

گونة دهنده زوج الکترون که چندین محل برای کوئوردیناسیون ویا تشکیل کمپلکس با کاتیون دارد. Ü عوامل کی لیت ساز

کی لیت: یک کی لیت هنگامی تشکیل می شود که یک یون فلزی با دو (یا بیشتر) گروه دهندة الکترون تک لیگاندی (چند دندانه ای) کوئوردینه شود.

EDTA

بهترین لیگاند چند دندانه ای برای تیتراسیونهای کمپلکسومتری اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید (EDTA) می باشد.

EDTA یک لیگاند شش دندانه‌ای است که صرف نظر از بار کاتیونها با آنها به نسبت 1:1 تشکیل کمپلکس می دهد.

فرم های مختلف EDTA بر حسب  pH محیط

EDTA یک اسید چهار پروتونی است که بسته به  pH محیط به فرم های مختلف تبدیل می شود:

H4Y          H3Y-  + H+

 

H3Y-         H2Y2- +H+

 

H2Y2-        HY3-  + H+

 

HY3-         Y4-  + H+

CT = [H4Y] + [H3Y-] + [H2Y2-] + [HY3-] + [Y4-]

CT:  غلظتEDTA کمپلکس نشده است.

 

 

:a مقدار نسبی هر گونه به جزء مولی هر گونه

 

واکنش انجام گرفته در محیط اسیدی ملایم:

M n+ + H2Y 2-          MY (n-4)+ + 2H+

واکنش انجام گرفته در محیط خنثی تا بازی ملایم:

M n+ + HY 3-         MY (n-4)+ + H+

وسعت تشکیل کمپلکس باEDTA بهpH  محیط بستگی دارد.

 

- برای تیتراسیون کاتیونهایی از قبیلMg2+و Ca2+ که کمپلکس های نسبتاً ضعیف ایجاد می‌کنند به محیط قلیایی نیاز است.

- اگر کاتیون کمپلکس قویتر تشکیل دهد در محیط اسیدی نیز می‌توان تیتر نمود.

 

وابستگی تشکیل کمپلکس EDTA کاتیون به pH

تیتراسیونهای EDTA به علت وابستگی به pH در محلولهای با pH ثابت (از پیش تعیین شده) انجام می شوند.

برای نگهداشتن یون فلزی به شکل حل شده (غیر رسوب) در داخل محلول (به خصوص در اوایل تیتراسیون) یک عامل کمپلکس کننده کمکی (مانند  NH3) به محلول اضافه می‌کنند. درنتیجه ممکن است کاتیون به فرم های مختلف (علاوه بر Mn+) در محلول وجود داشته باشد. چونpH بر روی تشکیل کمپلکس تأثیر دارد. تیتراسیونهایEDTA بهpH وابسته‌اند پس درpH (بافردار شده) اجراء می‌گردد.

از روی k/MY می‌توان غلظتهای تعادلی یون فلزی و کمپلکس را روی هر نقطه از منحنی تیتراسیون را محاسبه کرد.

منحنی های کمپلکسومتری

رسم pM (منفی لگاریتم غلظت کاتیون) بر حسب حجم   EDTA افزوده شدهÜ  تعیین نقطه عطف نمودار Ü تعیین غلظت دقیق کاتیون مورد نظر

تعیین نقطه پایان در تیتراسیونهای کمپلکسومتری

از شناساگرهایی استفاده می کنند که با کاتیون تشکیل کمپلکسهایی را می دهد که رنگ آن متفاوت از رنگ شناساگر به فرم آزاد است.

شناساگر کمپلکسومتری خودش یک لیگاند است که با کاتیون مورد نظر تشکیل کمپلکس می دهد و دارای حداقل دو فرم آزاد و کمپلکس شده با فلز است.

شناساگر اریوکروم بلاک‌تی

از مهمترین و پر کاربردترین شناساگرهای کمپلکسومتری با لیگاند  EDTA است.

بسته به pH محیط یکی از فرم های شناساگر غالب است.

کمپلکس شدن شناساگر اریوکروم بلاک تی با کاتیون درpH بالاتر از 7

عمدتاً کمپلکسهای شناساگر اریوکروم بلاک‌تی با کاتیونها در محیطهای قلیایی ملایم به رنگ قرمز می باشد که متفاوت از رنگ شناساگر آزاد در این محیط است.

ملاک استفاده از شناساگرهای کمپلکسومتری

برای تشخیص دقیق نقطه پایان باید

1-   kf(Min) < 1/10 ´ kf(MY)

2- در غیر اینصورت اگر kf(Min) <1/10´kf(MY)، نقطه پایانی زودرس داریم (یک مقدار فلز توسط شناساگر مصرف می‌گردد).

مانند مورد تیتر  Ca2+ با EDTA

راه حل: استفاده از یک شناساگر دیگر

3- از طرف دیگر اگر   kf(MIn) << 1/10 ´ kf(MY)  Ü نقطه پایانی دیررس داریم

 

 

 

انواع روشهای تیتراسیون با EDTA 

1ـ مستقیم: باید راهی برای تعیین نقطه پایانی وجود داشته باشد  وMn+ با EDTA سریعاً تشکیل کمپلکس دهد.

2ـ معکوس: کاتیونهایی که باEDTA تشکیل کمپلکس بسیار پایداری می‌دهند. ولی شناساگر مناسبی برای تعیین نقطه پایان وجود ندارد.

(مازاد)Mn+ + Y4- D MYn-4 + Y4

EDTA (مازاد) با Ca2+  یاMg2+ در حضور شناساگر اریوکروم بلاک تیتر می گردد.

3- تیتراسیونهای جانشینی: وقتی که شناساگر مناسبی برای یون فلزی وجود نداشته باشد.

MgY2- + Mn+ g MYn-4 + Mg2+

Mg2+  آزاد شده توسط EDTA تیتر می‌گردد.

 شرط انجام تیتراسیون: kf(MY) >>  kf(MgY)

4-  تیتراسیونهای قلیاسنجی:

Mn+ + H2Y2- (excess)D MYn-4 + 2H+

یون هیدروژن آزاد شده را توسط قلیا یا باز تیتر می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شرح آزمایش:

ابتدا 20 ml از محلول آهن (III) نیترات را درون ارلن ریخته و 2-3 cc بافر استات سدیم و استیک اسید، 7-8 قطره سالیسیلیک اسید و مقداری بلور پرسولفات به آن اضافه می کنیم. محلول درون ارلن را با EDTA تیتر می کنیم تا رنگ قرمز زرشکی آن به زرد تبدیل شود. حجم EDTA مصرفی را خوانده و غلظت Fe3+ را تعیین می کنیم:

N1.V1 = N2.V2

0.008×10.4 = 20×N2

N2 = 4.2×10-4

 

 

 

سؤال:

دلیل افزودن پرسولفاتچیست؟

پرسولفات (H2S2O8) خاصیت اکسید کنندگی دارد که باعث می شود از بوجود آمدن بعضی مزاحمتها در تیتراسیون جلوگیری شود.