Определение общей жесткости

Рабочим раствором метода является 0,05Н раствор комплексона III, известного под названием «трилон Б». Индикатором метода служит хро­моген синий (могут использоваться и другие индикаторы, например, эрио-хром черный Т).

Трилон Б представляет собой двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты:

NaOOCH2C \ /CH2COONa

N-CH2-CH2-N

HOOCH2C / \ CH2COOH

 

 

Поскольку в молекуле трилона есть

O

карбоксильные группы —С\//

OH

 

 

и аминный азот — N —,

|

он способен к солеобразованию и к комплексообразованию, т.е. к образо­ванию внутрикомплексных солей.

С ионами кальция и магния трилон Б в щелочной среде дает проч­ные, растворимые в воде бесцветные внутрикомплексные соли:

 

NaOOCH2C\

N -CH2 - CH2 - N

 

OOCH2C/ \CH2COO

|______________Ca_______________|

Стрелками обозначены донорно-акцепторные связи между атомами азота, имеющими свободные электронные пары (донор) и ионами Са²⁺, имеющими свободные атомные орбитами (акцептор). Реакция образования этого соединения необратима при рН~10. Так как при взаимодействии ио­нов Ca с трилоном выделяются ионы H из карбоксильных групп, их не­обходимо связывать для поддержания постоянного значения рН~10. Для этого к исследуемой воде добавляют аммиачный буферный раствор (смесь NH₄OH + NH₄C1).

Индикатор метода хромоген синий тоже образует комплексные соли с ионами кальция и магния, растворимые в воде, окрашенные в красный цвет и менее прочные, чем комплексы с трилоном. Наэтом и основанооп­ределение. При титровании воды трилоном менее прочные окрашенные комплексы ионов Са²⁺ и Mg²⁺ с индикатором разрушаются, и ионы обра­зуют прочный бесцветный комплекс с трилоном. В точке эквивалентности индикатор полностью выделяется в свободном состоянии, и красная окра­ска переходит в синюю. Сложность определения заключается в том, чтоиндикатор не реагирует на избыток трилона, окраска остается синей, по­этому титровать нужно очень осторожно. Кроме того, реакция солей с три­лоном идет значительно медленнее, чем с соляной кислотой, поэтому до­бавление каждой новой порции трилоиа должно сопровождаться хорошим перемешиванием и большей выдержкой.

Если изобразить трилон как двухосновную кислоту в виде Н₂-Тр, то все определение, описанное выше, можно представить в виде следующих уравнений:

Ind +Ca²⁺—> Ca...Ind
синий непрочный комплекс

красного цвета

 

Ca...Ind + H₂-Tp —>Ca...Tp + 2Н⁺ + Ind
красный бесцветный синий

комплекс

Н⁺ + NH₄OH —>NH₄⁺ + Н₂О

Н₂-Тр + Ind ≠