اندازه گیری غلظت Ca2+ و Mg2+ با استفاده از EDTA

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 استیك 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:

CT: غلظتEDTA كمپلكس نشده است.

:a مقدار نسبی هر گونه به جزء مولی هر گونه

واكنش انجام گرفته در محیط اسیدی ملایم:

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

واكنش انجام گرفته در محیط خنثی تا بازی ملایم:

M n+ + HY 3- MY (n-4)+ + H+ 

وسعت تشكیل كمپلكس باEDTA بهpH محیط بستگی دارد.



- برای تیتراسیون كاتیونهایی از قبیلMg2+ و Ca2+ كه كمپلكس های نسبتاً ضعیف ایجاد می‌كنند به محیط قلیایی نیاز است.

- اگر كاتیون كمپلكس قویتر تشكیل 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 شكل حل شده (غیر رسوب) در داخل محلول (به خصوص در اوایل تیتراسیون) یك عامل كمپلكس كننده كمكی (مانند NH3) به محلول اضافه می‌كنند. درنتیجه ممکن است کاتیون به فرم های مختلف (علاوه بر Mn+) در محلول وجود داشته باشد. چونpH بر روی تشكیل كمپلكس تأثیر دارد. تیتراسیونهایEDTA بهpH وابسته‌اند پس درpH (بافردار شده) اجراء می‌گردد.

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

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.

اگر در طول تیتراسیون یك كمپلكس رنگی تشكیل شود، می توان از اسپكتروفتومتری و سایر روشهای دستگاهی برای تعیین نقطه پایان استفاده نمود. معرفهای شیمیایی نیز برای تعیین نقطه پایان تیتراسیون به كار می روند. بعضی از لیگاند ها را می توان به عنوان معرف در كمپلكسومتری به كار برد. لیگاند معرف با یون فلزی تشكیل یك كمپلكس رنگی می دهد. مثل تیوسیانات با یون فریك.

البته كمپلكس یون فلز- معرف نبایستی پایدار تر از كمپلكس بین یون فلزی و عامل كمپلكس كننده كه به صورت تیترانت با تیتراند به كار می رود، باشد. لیگاند معرف با یون فلزی محلول در ظرف تیتراسیون به صورت كمپلكس رنگی در می آید. در صورتی كه یون فلزی در تیتراند وجود نداشته باشد، كمپلكس یون فلزی- معرف رنگی تشكیل نمی شود.

تیوسیانات معرفی از این نوع می باشد كه در تیتراسیون آهن توسط EDTA به كار می رود. قبل از نقطه پایان كمپلكس قرمز تیوسیانات آهن (III) در محلول وجود دارد، در نقطه پایان رنگ ناپدید می شود. اگر EDTA با آهن (III) تیتر شود، تغییر رنگ معكوس می گردد. معرفی كه با یون فلزی تشكیل كمپلكسی را می دهد كه در تیتراسیون شركت می نماید، معرف متالوكرومیك گویند. بسیاری از معرف های متالوكرومیك به صورت معرفهای اسید باز عمل می كنند. از این لحاظ pH محلول بایستی كنترل شود. زیرا این معرف ها علاوه بر یونهای H+ نیز وارد واكنش می شوند و همان تغییر رنگ را می دهند و بایستی در محدوده ای از pH به كار روند كه در رقابت با یونهای H+ نباشد.

شناساگر اریوكروم بلاك‌تی

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 اریوكروم بلاك‌تی 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 (یك 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 كمپلكس دهد.

2ـ معكوس: كاتیونهایی كه باEDTA تشكیل كمپلكس بسیار پایداری می‌دهند. ولی شناساگر مناسبی برای تعیین نقطه پایان وجود ندارد.

(مازاد)Mn+ + Y4- D MYn-4 + Y4

EDTA (مازاد) با Ca2+ یا Mg2+ 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 می‌كنند.



گراوی متری:

تجزیه وزنی بر مبنای اندازه گیری وزن یک ماده با ترکیب معلوم که ارتباط شیمیایی با ماده مورد تجزیه وارد استوار است وممکن است به روش های زیر صورت گیرد:

1- طریقه رسوب دادن: توسط اضافه کردن یک معرف جزء مورد نظر را از بقیه اجزا به صورت رسوبی که ترکیب شیمیایی آن معلوم است جدا می کنند. 

2- روش های تبخیری: اجسامی که دارای اجزای فراری چون H2O,CO2 هستند، حرارت داده و گاز حاصله داده را به وسیله جاذب جذب می کنند.

3- روش الکترولیتیک: توسط عبور دادن جریان الکتریکی در کاتد رسوب می دهند.

شرح آزمایش:

ابتدا 20 ml از محلول Ca2+ و Mg2+ را برداشته، 2.5 ml محلول بافر آمونیاك و آمونیوم كلرید، و 8 قطره معرف اریو كروم بلاك تی به آن اضافه كرده تا قرمز شود. سپس محلول را با EDTA تیتر كرده تا به رنگ آبی درآید. حجم V1 را می خوانیم(V1 = 39.1 ml) .

در مرحله بعد نیز 20 ml از محلول را برداشته، 2 ml سود 5 نرمال و 4 قطره معرف كالكون اضافه می كنیم. محلول صورتی می شود. آن را با EDTA تیتر می كنیم تا آبی شود. حجم V2 را می خوانیم(V2 = 18.2 ml) .

با روابط زیر، غلظت Ca2+ وMg2+ را حساب می كنیم:



N1.V1 = N2.V2


نظرات شما عزیزان:

محمد مظفری نیا

ساعت21:52---8 ارديبهشت 1392

سلام-ممنون به خاطر پست مفیدتون
پاسخ:khahesh mishe dooste ghadr shenas

رمیسا

ساعت18:57---24 آذر 1391

- [ایمیل]

وبلاگتون عالیه ولی کاش شکلاشم بودپاسخ:merc

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: