Chelatometrie: Porovnání verzí

Přidáno 2 145 bajtů ,  před 7 lety
Doplnění obrázků a lehké doplnění textu
m (WPCleaner v1.27 - Opravy pravopisu a typografie (Opraveno pomocí WP:WCW))
(Doplnění obrázků a lehké doplnění textu)
'''Chelatometrie''' (neboli ''komplexometrie'') je chemická reakce řadící se mezi komplexotvorné [[titrace]]. Princip spočívá v&nbsp;tvorbě málo disociovaných komplexů[[komplexní sloučenina|komplex]]ů kationtů kovů s&nbsp;aminopolykarboxylovými kyselinami jako je ''[[chelaton 1]]'', ''[[chelaton 2]]'', ''[[chelaton 4]]''. Nejvýznamnější místo pro analytické účely zaujímá disodná sůl ethylendiamintetraoctové kyseliny (EDTA). Ta je dostupná ve formě dihydrátu pod komerčním názvem ''[[chelaton 3]]''.<ref name="jancarova">{{Citace monografie | příjmení = Jančářová | jméno = Irena | příjmení2 = Jančář | jméno2 = Luděk | titul = Analytická chemie | vydavatel = Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně | místo = Brno | rok = 2003 | počet_stran = 196 | kapitola = 3 | isbn = 978-80-7157-647-1}}</ref>
[[Soubor:Sample of Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt.jpg|right|150px|thumb|Vzorek disodné soli EDTA v malé ampulce]]
| příjmení = Jančářová
Jedna molekula komplexonuEDTA (''tzv. komplexan 3, v rovnicích označena jako "Y"'') reaguje vždy jen s&nbsp;jedním iontem kovu (''v rovnicích obecně značen "M"'') bez ohledu na jeho mocenství, ve smyslu rovnic:
| jméno = Irena
| příjmení2 = Jančář
| jméno2 = Luděk
| titul = Analytická chemie
| vydavatel = Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně
| místo = Brno
| rok = 2003
| počet_stran = 196
| kapitola = 3
| isbn = 978-80-7157-647-1
}}</ref>
 
Jedna molekula komplexonu reaguje vždy jen s&nbsp;jedním iontem kovu bez ohledu na jeho mocenství, ve smyslu rovnic:
:MeM<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>Y<sub>2</sub> → MeYMY<sup>2-</sup> + 2H<sup>+</sup>
:MeM<sup>3+</sup> + H<sub>2</sub>Y<sub>2</sub> → MeYMY<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup>
:MeM<sup>4+</sup> + H<sub>2</sub>Y<sub>2</sub> → MeYMY + 2H<sup>+</sup>
 
Protože se při reakcích kationtů s&nbsp;chelatonem se uvolňují protony[[proton]]y a protože stálost komplexů chelatonu s&nbsp;ionty závisí na kyselosti ([[pH]]), je třeba tyto reakce, tyto titrace, provádět při určitém pH roztoku. pH udržujeme na určité hodnotě pomocí tlumivých roztoků (tzv. [[pufr]]ů).<ref>{{Citace elektronické monografie | url = http://ach.upol.cz/user-files/files/acc-chelatometrie.pdf}}</ref>
| url = http://ach.upol.cz/user-files/files/acc-chelatometrie.pdf
}}</ref>
 
== Odměrná činidla ==
Jako odměrné činidlo se v chelatometrii používá roztok chelatonu 3, nejčastěji o látkovémolární koncentraci 0,01 – 0,05 mol.lmol×dm<sup>-13</sup>. Vzhledem k tomu, že chelaton nemá vlastnosti základní látky (''nemá úplně přesně definované chemické složení, aby se podle navážky dal připravit odměrný roztok o přesné koncentraci, hlavní problém je ne úplně přesný obsah vody''), stanovuje se jeho přesná koncentrace standardizací na primární standardy, kterými mohou být čisté kovy ([[bismut|Bi]], [[zinek|Zn]], [[měď|Cu]]) po rozpuštění nebo jejich soli definovaného složení (např.: [[dusičnan bismutitý|Bi(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>]], [[chlorid olovnatý|PbCl<sub>2</sub>]]).<ref name="jancarova" />
 
== Indikátory[[Indikátor]]y ==
Chemické látky reagující změnou svojí barvy na změnu složení titrovaného roztoku v blízkosti bodu ekvivalence lze vizuálně rozlišit 10 % jedné barvy vedle druhé<ref>{{Citace elektronické monografie | url = http://web.natur.cuni.cz/~analchem/bosakova/komplexo.pdf}}</ref>
| url = http://web.natur.cuni.cz/~analchem/bosakova/komplexo.pdf
}}</ref>
 
Bod ekvivalence lze indikovat pomocí kovových iontů. Kovové indikátory lze rozdělit na:
* ''jednobarevné'' – [[thiokyanatan]] či [[kyselina sulfosalycilová]]
* ''[[metalochromní indikátory|metalochromní]]'' – obvykle slabé organické vícesytné kyseliny, jejichž anionty jsou, dle pH, různě zbarvené, např. [[eriochromová čerň T]], [[murexid]], [[pyrokatechinová violeť]], [[xylenolová oranž]]
 
Při volbě indikátoru je třeba, aby [[Komplexní sloučenina#Stabilita komplexních sloučenin|stabilita komplexu]] kovu s chelatonem byla větší než stabilita komplexu indikátoru s kovem a aby barva komplexu kovu s indikátorem byla jiná než zbarvení volného indikátoru při pH, při kterém byla prováděna titrace.<ref name="jancarova" />
 
== Průbeh protolýzy ==
=== Typy titrací ===
==== Přímá titrace ====
Lze v chelatometrii použít ke stanovení iontů kovů, které reagují s chelatonem za tvorby stabilních komplexů a rychle. Díky rozdílné stability komplexů iontů kovů s chelatonem při různém pH lze vedle sebe stanovovat také přímou titrací 2 různé kovy. Např. směs [[bismut|Bi]]<sup>3+</sup> a [[olovo|Pb]]<sup>2+</sup> lze dohromady ztitrovat v neutrálním, či mírně kyselém pH, ale při nízkém pH, které se získá přidáním silné kyseliny, je stabilní pouze komplex Bi<sup>3+</sup> s chelatonem. Nebo je také možnost stanovit vedle sebe [[vápník|Ca]]<sup>2+</sup> a [[hořčík|Mg]]<sup>2+</sup> a v tomto případě lze ionty spolu ztitrovat v neutrálním a mírně bazickém pH, ale při vyšším pH se z roztoku vysráží [[hydroxid hořečnatý]] Mg(OH)<sub>2</sub> a na chelaton se tedy stanoví samotný vápenatý kation. Možnosti ztitrovat vedle sebe nezávisle 2 ionty se říká ''maskování''.
Lze v chelatometrii použít ke stanovení iontů kovů, které reagují s chelatonem za tvorby stabilních kompleců a rychle
 
==== Zpětná titrace ====
použitíPoužívá se ke stanovování iontu, ke kterému se při reakci přidá nadbytek odměrného roztoku chelatonu 3 a jeho nezreagované množství se retitruje odměrným roztokem soli kovu (Zn<sup>2+</sup>, Pb<sup>2+</sup>, atd.), pro který je k dispozici citlivý indikátor. Zpětné titrace se používá v případě, že tvorba komplexu probíhá zvolna, při analýze málo rozpustných látek ve vodě ([[šťavelan vápenatý|CaC<sub>2</sub>O<sub>4</sub>]], [[síran olovnatý|PbSO<sub>4</sub>]], [[fosforečnan amonno-hořečnatý|NH<sub>4</sub>MgPO<sub>4</sub>]],…), ale rozpustných v nadbytku chelatonu 3.
 
==== Vytěsňovací titrace ====
kK roztoku stanovovaného kovu se přidá nadbytek méně stabilního chelatonátu hořečnatého či zinečnatého a stanovovaný ion kovu z něj vytěsní stejné látkové množství hořečnatých iontů, jako bylo ve vzorku stanovovaného kovu. Uvolněné hořečnaté či zinečnaté ionty se pak stanoví titrací odměrným roztokem chelatonu 3 na běžný indikátor. Vytěsňovací titrace se používají např. ke stanovení iontů kovů, pro které chybí vhodný indikátor.<ref name="jancarova" />
 
=== Merkurimetrie ===
 
=== Vizuální indikátory ===
# ''[[nitroprusid sodný]]'' – poskytuje v kyselém roztoku opalescenci nitroprusidu rtuťnatého
# ''[[difenylkarbazid]]'' – intenzivně fialově modré zbarvení.
 
Jako odměrné činidlo používáme dusičnan rtuťnatý nebo chloristan rtuťnatý. Přesná koncentrace odměrných činidel dusičnanu i chloristanu rtuťného se zjistí standardizací na NaCl jako základní látky.<ref>{{Citace elektronické monografie | url = http://ciselniky.dasta.mzcr.cz/hypertext/200640/hypertext/MZACV.htm}}</ref>
 
== Obrázky ==
Jako odměrné činidlo používáme dusičnan rtuťnatý nebo chloristan rtuťnatý. Přesná koncentrace odměrných činidel dusičnanu i chloristanu rtuťného se zjistí standardizací na NaCl jako základní látky.<ref>{{Citace elektronické monografie
<gallery>
| url = http://ciselniky.dasta.mzcr.cz/hypertext/200640/hypertext/MZACV.htm
soubor:Chelaton 4.JPG|[[Chelaton 4]]
}}</ref>
soubor:Chelaton 3.JPG|[[Chelaton 3]]
Soubor:Disodium EDTA.svg| Strukturní vzorec chelatonu 3
soubor:Chelaton 2.JPG|[[Chelaton 2]]
soubor:EDTA.svg| Strukturní vzorec chelatonu 2
soubor:Nitrilotriacetic-acid-2D-skeletal.png| Strukturní vzorec chelatonu 1
soubor:Metal-EDTA.svg| Ion kovu komplexovaný EDTA
soubor:Calcium complex of NTA trianion.svg| Ion vápníku komplexovaný chelatonem 1
</gallery>
 
== Odkazy ==
 
=== Literatura ===
* {{Citace monografie | příjmení = Jančářová | jméno = Irena | příjmení2 = Jančář | jméno2 = Luděk | titul = Analytická chemie | vydavatel = Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně | místo = Brno | rok = 2003 | počet_stran = 196 | kapitola = 3 | isbn = 978-80-7157-647-1}}
* {{Citace monografie
| příjmení = Jančářová
| jméno = Irena
| příjmení2 = Jančář
| jméno2 = Luděk
| titul = Analytická chemie
| vydavatel = Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně
| místo = Brno
| rok = 2003
| počet_stran = 196
| kapitola = 3
| isbn = 978-80-7157-647-1
}}
* http://ach.upol.cz/user-files/files/acc-chelatometrie.pdf
* http://web.natur.cuni.cz/~analchem/bosakova/komplexo.pdf
{{Portály|Chemie}}
 
[[Kategorie:Chemické reakceChelatometrie|*]]