Амінополікарбонові кислоти як ліганди в комплексоутворенні

Комплексонометрія – методи аналізу, які базуються на реакціях, що супроводжуються утворенням комплексних сполук катіонів з органічними реактивами – комплексонами. Сполуки, що утво­рюють­ся, називають внутрішньокомплексними (клешньовидними, хелатними).

У сучасній комплексонометрії застосовують комплекси, які є найчастіше похідними амінополікарбонових кислот. Серед комплексонів найбільше значення має етилендиамінтетраоцтова кислота (ЕДТА):

Їх аніони можуть утворювати п’ятичленні хелатні цикли з йонами металів.

Крім ЕДТА, як комплексони застосовують:

нітрилотриоцтову кислоту (НТА)

транс-1,2,-диаміноциклогексантетраоцтову кислоту (ДЦТА)

диетилентриамінпентаоцтову кислоту (ДТПА)

та інші.

Карбоксильні групи теж здатні бути лігандами для йонів металів. Аніони амінополікарбонових кислот є сильними комплексоутворювачами, які мають меншу, у порівнянні з поліамінами, вибірковість до йонів і реагують майже з будь-якими йонами металу. У той час, як амоніак і поліаміни утворюють продукти приєднання лише з катіонами елементів 1 б; 2 б;3 б і т.д. груп Періодичної системи, амінополікарбонові кислоти утворюють комплекси також з катіонами металів 1 а; 2 а; 3 а і т. д груп, наприклад з Al³⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ і навіть, хоча і в меншій мірі, з Li⁺ та Na⁺.

У 95% випадків комплексонометричних титрувань застосовують ЕДТА (комплексон ІІ), а ще краще – динатрієву сіль ЕДТА (комплексон ІІІ), яка має технічну назву «трилон Б».

Рис. 2. Структура ЕДТА-Ме – комплексу

Комплексон ДЦТА утворює з йонами металів більш стійкі комплекси, ніж трилон Б. Комплексон ДТПА утворює комплекси з йонами металів з координаційним числом 8, причому ці комплекси більш стійкі, ніж комплекси ЕДТА, тому ДТПА має переваги при титруванні великих катіонів.

С_х/С_ме š

С_х/С_ме š

Крива комплексонометричного титрування розчину, що містить йони металу (с = 0,1 моль/дм³) (Кс = 10¹⁶)

С_Х – концентрація комплексону в розчині, що титрується, моль/дм³

С_Ме – концентрація йона металу в розчині, що титрується, моль/дм³

К_С – константа стійкості хелатного комплексу