但是作為絡(luò)合滴定的反應(yīng)必須符合以下條件:
①生成的絡(luò)合物要有確定的組成,即中心離子與絡(luò)合劑嚴(yán)格按一定比例化合;
②生成的絡(luò)合物要有足夠的穩(wěn)定性;
③絡(luò)合反應(yīng)速度要足夠快;
④有適當(dāng)?shù)姆从车犬?dāng)點(diǎn)到達(dá)的指示劑或其它方法。
雖然能夠形成無(wú)機(jī)絡(luò)合物的反應(yīng)很多,而能用于容量分析的并不多,原因是許多無(wú)機(jī)絡(luò)合反應(yīng)常常是分級(jí)進(jìn)行,并且絡(luò)合物的穩(wěn)定性較差,因此當(dāng)量關(guān)系不易確定,滴定終點(diǎn)不易觀察,至使絡(luò)合滴定方法受到很大局限。自40年代開(kāi)始發(fā)展了有機(jī)絡(luò)合劑,它們與金屬離子的絡(luò)合反應(yīng)能滿足上述要求,因此在生產(chǎn)和科研中得到廣泛的應(yīng)用,絡(luò)合滴定法也從此成為一種重要的容量分析方法。目前常用的有機(jī)絡(luò)合劑是氨羧絡(luò)合劑,其中以EDTA應(yīng)用最廣泛。
二、EDTA及其分析應(yīng)用方面的特性
1. EDTA的性質(zhì)
EDTA是乙二胺四乙酸的簡(jiǎn)稱(chēng)是取原文四個(gè)字首組成。即 "Ethylene- diamine tetraacetic acid",其結(jié)構(gòu)式為:
它是一類(lèi)含有氨基(-N< )和羧基(—COOH)的氨羧絡(luò)合劑,是以氨基二乙酸
為主體的衍生物。
EDTA用H?Y表示。微客于水(22°C時(shí), 每100毫升水溶解0.02克),難溶于酸和一般有機(jī)溶劑,但易擦于氨性溶液或請(qǐng)性堿溶液中,生成相應(yīng)的鹽溶液。因此分析工作中常應(yīng)用它 的二納鹽即乙二肢四乙酸二鈉鹽,用 Na?H?Y·2H?O表示。習(xí)慣上也稱(chēng)為EDTA。
Na?H?Y·2H?O是一種白色結(jié)晶狀粉末,無(wú)臭無(wú)味,無(wú) 毒,易精制,穩(wěn)定。室溫下其飽和溶液的濃度約為0.3M, 水溶液近中性。
EDTA為四元羧酸,在水溶液中可以分級(jí)電離。
從EDTA的四個(gè)電離常數(shù)可以看出,它的第一級(jí)和第二級(jí)電離常數(shù)是比較大的,因此它有二元中強(qiáng)酸的性質(zhì)。
由于EDTA在溶液中分四步電離,所以在任何酸度下 EDTA總是以H?Y, H?Y?, H?Y²?, HY³?, Y??五種形式同時(shí)存在于溶液中,且有下列平衡:
上式說(shuō)明,酸度增高,平衡左移,(Y??)減小,酸度降低,平衡右移,[Y??]增大。
2. EDTA與金屬離子絡(luò)合的特點(diǎn)
①EDTA所以適用于作絡(luò)合滴定劑是由它本身所具有的特殊結(jié)構(gòu)決定的。從它的結(jié)構(gòu)式可以看出,它同時(shí)具有氨氨和羧氧二種絡(luò)合能力很強(qiáng)的配位基,綜合了氨和氧的絡(luò)合能力,因此EDTA幾乎能與周期表中大部分金屬離子絡(luò)合,形成具有五節(jié)環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的絡(luò)合物。
②在一個(gè)EDTA分子中,由二個(gè)氨氨和四個(gè)羧氧提供了六個(gè)配位原子,它完全能滿足一個(gè)金屬離子所需要的配位數(shù)。其結(jié)構(gòu)式如下:
從上述緒構(gòu)式可看出EDTA與金屬離子絡(luò)合后形成穩(wěn)定性較強(qiáng)的五節(jié)環(huán)內(nèi)絡(luò)合物。具有這種環(huán)形結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物稱(chēng)蟄合物。
③EDTA與金屬離子絡(luò)合的特點(diǎn)是不論金屬離子是幾價(jià)的,它們都是以1:1的關(guān)系絡(luò)合,同時(shí)釋放出兩個(gè)H?,反應(yīng)式如下:
因此EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度常以摩爾濃度來(lái)表示,并且用毫克摩爾數(shù)相等的原則進(jìn)行計(jì)算。