Chelatometrie

Vydáno: 24. 09. 2022; Poslední aktualizace: 18. 03. 2024; Autor: Zdeněk Moravec

Chelatometrie (komplexometrie) je jednou z metod odměrné analýzy. Je založena na tvorbě velmi stabilních komplexních sloučenin, které jsou v roztoku málo disociovány. Stabilita vznikajících komplexů je dána tzv. chelátovým efektem.

Jako odměrné činidlo se nejčastěji využívají roztoky chelatonu 2 a chelatonu 3. Chelaton 2 je kyselina ethylendiamintetraoctová a chelaton 3 je její disodná sůl.

Struktury chelatonů 1–4

Chelatony jsou výhodné, protože s libovolným iontem kovu vytvářejí komplexy v poměru 1:1, což umožňuje kvantitativní stanovení koncentrace.

M2+ + H4Y → MH2Y + 2 H+
M3+ + H4Y → MHY + 3 H+
M4+ + H4Y → MY + 4 H+

Odměrná baňka
Odměrná baňka

Chelaton 3 se dodává ve formě dihydrátu, který ale nemá přesně definovaný obsah vody. Proto je nutné po přípravě odměrného roztoku stanovit jeho titr. To se dělá např. na navážku velmi čistého bismutu, který rozpustíme v koncentrované kyselině dusičné. Rozpouštění se provádí v odměrné baňce, aby byla zajištěna přesná koncentrace.

Bi + 4 HNO3Bi(NO3)3 + NO + 2 H2O

Přímé a nepřímé stanovení

Chelatometrie se využívá ke stanovení koncentrace kationtů Mg, Zn, Cu, Al, Bi, Pb, ale i ke stanovení celkové tvrdosti vody. Pokud kationty reagují s chelatonem rychle, využívá se přímé stanovení. Vzorek je titrován přímo odměrným roztokem chelatonu.

V případě pomalejší reakce, např. u málo rozpustných vápenatých solí, se využívá nepřímé stanovení. Ke vzorku se nejprve přidá nadbytek chelatonu. Po přídavku chelatonu rozpuštěné vápenaté ionty reagují s chelatonem za vzniku rozpustného chelátu, tím dochází k dalšímu rozpouštění vápenatých solí. Nakonec získáme roztok obsahující vápenatý chelát a nezreagovaný podíl odměrného činidla. Ten se ztitruje, např. roztokem ZnSO4.

Indikátory

Při titraci se využívají metalochromní indikátory, což jsou organické vícesytné kyseliny, které vytvářejí komplexy se stanovovaným kovem. Tyto komplexy jsou méně stabilní než komplexy kovu s chelatonem. Bod ekvivalence se indikuje změnou barvy. Příkladem takového indikátoru je murexid.

Příklady metalochromních indikátorů
Barevný přechod eriochromové černi T. Levá strana je před ekvivalencí, pravá za bodem ekvivalence. Zdroj: LHcheM/Commons

Další kapitoly