Расчет кривых титрования. Кривые комплексонометрического титрования характеризуют изменение концентрации титруемого иона металла в логарифмическом масштабе (pM = -lg[Mm+]) как функции

Кривые комплексонометрического титрования характеризуют изменение концентрации титруемого иона металла в логарифмическом масштабе (pM = -lg[M ^m+ ]) как функции объёма добавленного титранта. Рассмотрим расчёт кривой комплексонометрического титрования на примере титрования 50 мл 0, 1 М раствора MgSO₄ 0, 1 М раствором ЭДТА (H₄Y) при рН 9 ( = 8, 69).

1. В начальной точке титрования величина рМg = -lg c ₀ = -lg0, 1 = 1.

2. Пусть прилито 10 мл титранта. До точки эквивалентности можно пренебречь обратимостью реакции титрования, т.е. диссоциацией образовавшегося комплекса. При этом величина

3. Прилито 25 мл титранта. Величина [Mg²⁺]= = 0, 033 М;

рMg = -lg0, 033 = 1, 48.

4. Прилито 40, 45, 49 и 49, 9 мл титранта. Аналогичным образом получаем величину рMg, равную соответственно 1, 95; 2, 28; 3, 00 и 4, 00.

6. Прилито 50 мл титранта. В точке эквивалентности величину [Mg²⁺] рассчитывают с учётом диссоциации комплекса при рН 9. ЭДТА будет находиться в такой среде преимущественно в форме HY^3-(см. рис. 9). Константа диссоциации = 10^{-10, 26}. Равновесную систему в точке эквивалентности можно представить следующими реакциями:

MgY^2- «Mg²⁺ + Y^4- k ₁ = 10^{-8, 69}

Y^4- + H⁺ «HY^3- k ₂ = = 10^{10, 26}

MgY^2- + H⁺ «Mg²⁺ + HY^3-

Константа равновесия суммарной реакции:

K = = k ₁ k ₂ = 10^{-8, 69}× 10^{10, 26} = 10^{1, 56} = 36, 3. (3.35)

В данной точке [Mg²⁺] = [HY^3-] = x; [MgY^2-] = c ₀/2 – x = 0, 05 – x; [H⁺] = 10^-9. Подставляя эти величины в выражение (3/35), получаем уравнение = 36, 3. Пренебрегая величиной х по сравнению с 0, 05, имеем х ² = = 0, 05× 36, 3× 10^-9, откуда х = 4, 2× 10^-5 М. Следовательно, в точке эквивалентности pMg = -lg x = 4, 38.

7. Прилито 50, 1 мл титранта, т. е. в растворе имеется избыток титранта в форме частицы HY^3-, концентрация которой без учёта диссоциации комплекса [MgY^2-] равна 0, 1× 0, 1/100, 1 = 1× 10^-4 М. Положим, что в данной точке титрования [Mg²⁺] = x. Тогда равновесные концентрации частиц HY^3-, MgY^2- и H⁺ будут равны: [HY^3-] = 1× 10^-4 + x; [MgY^2-] = = 0, 05 – x; [H⁺] = 1× 10^-9. Подставляя их в выражение (3.35), получаем уравнение = 36, 3, приводящееся к виду х ² + 10^-4 х - 1, 815× 10^-9 = 0. Решая его, находим x = [Mg²⁺] = 1, 57× 10^-5 M. Следовательно, pMg = -lg (1, 57× 10^-5) = 4, 80.

8. Прилито 55 мл титранта, т. е. избыток комплексона (в форме частицы HY^3-) в концентрации 5× 0, 1/105 = 4, 76× 10^-3 М. Полагая опять [Mg²⁺] = х, имеем [HY^3-] = 4, 76× 10^-3 + x; [MgY^2-] = = 0, 0476 – х; [H⁺] = 1× 10^-9. Подставляя эти величины в выражение (3.35), получаем уравнение вида = 36, 3. Значительный избыток титранта подавляет диссоциацию комплексоната, поэтому величиной х можно пренебречь в обеих скобках этого уравнения. В результате находим: x = [Mg²⁺] = 3, 63× 10^-7 M; pMg = 6, 44.