淺談提高配位滴定法的選擇性與配位滴定方式

摘 要:本文從如何提高配位滴定法的選擇性和配位滴定方式兩個(gè)方面探討了配位滴定條件的選擇，希望能為廣大同行的學(xué)習(xí)提高點(diǎn)滴幫助。

關(guān)鍵詞:化學(xué) 配位滴定法 選擇性 方式

中圖分類號(hào):TG115文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0137-01

引言

配位反應(yīng)具有極大的普遍性，金屬離子在溶液中大多是以不同形式的配位化合物存在，但金屬離子與無機(jī)配位劑形成的配位化合物多數(shù)不穩(wěn)定，因此除個(gè)別反應(yīng)外，大多數(shù)不能用于滴定分析。20世紀(jì)中葉，以氨羧配位劑為代表的有機(jī)配位劑應(yīng)用于滴定分析，使配位滴定迅速發(fā)展，成為廣泛應(yīng)用的分析方法之一。目前最常用的氨羧配位劑是乙二胺四乙酸(EDTA).

1 提高配位滴定的選擇性

1.1 選擇性滴定的可能性判斷

在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)遇到多種金屬離子共存于同一溶液中，而EDTA可以與很多金離子形成穩(wěn)定的配合物。因此，判斷能否進(jìn)行分別滴定是非常有意義的。

首先討論比較簡(jiǎn)單的情況。設(shè)溶液中含有M、N兩種金屬離子，并且它們?cè)诨瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)的分析濃度分別為cM(sp)和cN(sp)。若要在此條件下，準(zhǔn)確地選擇性地滴定M而不受N干擾，考慮到混合離子選擇滴定的允許誤差可以稍大，所以設(shè)△pM′=0.2，TE=0.3%，由林邦誤差公式可得

若金屬離子M無副反應(yīng)，則

在滴定金屬離子M的適宜酸度條件下，aY(H)的大小不會(huì)對(duì)滴定誤差產(chǎn)生明顯影響，所以只有當(dāng)aY(N)>>aY(H)時(shí)，N才會(huì)有明顯干擾。這時(shí)應(yīng)當(dāng)有aY(H)+aY(N)≈aY(N)。

又aY(N)=1+cN(sp) KNY≈cN(sp) KNY。將兩式代入上式，得

即 (1-1)

式1-1就是配位滴定能夠分別滴定的判別式，它表示滴定體系滿足此條件時(shí)，在滴定離子M的適宜酸度范圍內(nèi)，又要有合適指示劑(△pM′=±0.2)，都可準(zhǔn)確滴定M，而N不干擾。

當(dāng)M和N的濃度相等時(shí)，則△lgK= lgKMY-lgKNY≥5即可選擇滴定M。

若在滴定反應(yīng)中有其它副反應(yīng)存在，則分別滴定的判別式應(yīng)為△lgcK′≥5。

1.2 提高配位滴定選擇性的方法

1.2.1 應(yīng)用掩蔽的方法提高配位滴定的選擇性

在滴定分析中，若待測(cè)離子M和干擾離子N共存，且不滿足△lgcK′≥5的選擇性滴定條件。如果要選擇滴定M，可先加入適當(dāng)試劑與N反應(yīng)，使N的濃度降低，達(dá)到△lgcK′≥5的條件后，則離子N的干擾被消除。

這種加入適當(dāng)試劑降低干擾離子濃度，以提高測(cè)定選擇性的方法稱為掩蔽，所加入與干擾離子發(fā)生反應(yīng)的試劑稱為掩蔽劑。

根據(jù)掩蔽反應(yīng)的類型，掩蔽法分為配位掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化還原掩蔽法，其中配位掩蔽法應(yīng)用最多。

(1)配位掩蔽法:加入某種配位劑與干擾離子形成穩(wěn)定的配合物，從而降低溶液中干擾離子濃度，達(dá)到選擇性滴定M的目的，這種掩蔽法稱為配位掩蔽法。(2)沉淀掩蔽法:加入某種沉淀劑，使干擾離子生成沉淀，以降低其濃度，這種方法稱為沉淀掩蔽法。沉淀掩蔽法實(shí)際應(yīng)用并不廣泛，主要由于沉淀不完全、有共沉淀現(xiàn)象、沉淀有時(shí)吸附指示劑等原因。(3)氧化還原掩蔽法:加入某種氧化劑或還原劑與干擾離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而降低干擾離子濃度，達(dá)到選擇性滴定的目的，這種掩蔽方法為氧化還原掩蔽法。

1.2.2 應(yīng)用其他配位劑提高配位滴定的選擇性

在配位滴定中，除了EDTA外，還可以使用其他許多氨羧配位劑，如乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)、乙二胺四丙酸(EDTP)、環(huán)己烷二胺四乙酸(DCTA)等。由于它們與金屬離子形成配合物的穩(wěn)定性與EDTA互有差別。因此，當(dāng)用EDTA滴定M不能消除N的干擾是，可以選用其他配位劑進(jìn)行配位滴定，使△lgcK′≥5，從而消除干擾，提高了配位滴定的選擇性。

2 配位滴定方式

滴定分析中的四種滴定方式，即:直接滴定法、返滴定法、置換滴定法和間接滴定法都可以應(yīng)用在配位滴定中。多種滴定方式的應(yīng)用，不但擴(kuò)大了配位滴定的應(yīng)用范圍，使之可以滴定幾乎所有的金屬離子和一部分非金屬離子，同時(shí)也提高了配位滴定的選擇性。

2.1 直接滴定法

直接滴定法是將試樣處理成溶液后直接用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。直接滴定法具有快速、方便的有點(diǎn)，引入的誤差較少，是配位滴定的基本方式，應(yīng)用也最廣。只要條件能符合滴定分析的要求，應(yīng)盡可能采用直接滴定法。

直接滴定時(shí)通常在滴定前要加入合適的緩沖溶液，以控制溶液酸度在適宜范圍。若有干擾離子存在，需加入合適的掩蔽劑，有時(shí)還需加入適當(dāng)?shù)妮o助配位劑，避免金屬離子水解或沉淀。

2.2 返滴定法

返滴定法是在待測(cè)溶液中加入準(zhǔn)確過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，使被測(cè)定金屬離子與EDTA完全配位，過量的EDTA再用另一種金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和用量，計(jì)算出被滴定金屬離子含量。

返滴定法主要用于:直接滴定時(shí)沒有合適的指示劑，或被測(cè)離子對(duì)指示劑有封閉作用;被測(cè)定金屬離子在滴定pH條件下發(fā)生水解且找不到合適的輔助配位劑等情況。

2.3 置換滴定法

置換滴定法是利用置換反應(yīng)，置換出等物質(zhì)的量的另一金屬離子或EDTA，然后再滴定。利用置換法還可以改善指示劑變色的敏銳性。

2.4 間接滴定法

某些不與EDTA配位或與EDTA生成的配合物不穩(wěn)定的金屬或非金屬離子，可以采用間接滴定法測(cè)定。間接滴定操作復(fù)雜，雖然引入誤差機(jī)會(huì)較多，但有時(shí)卻是測(cè)定某種金屬離子唯一的方法。

3 結(jié)語

配位滴定法是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法，配位反應(yīng)在分析化學(xué)中應(yīng)用非常廣泛，除用作滴定分析外，有許多顯色、萃取、沉淀、掩蔽反應(yīng)等都是配位反應(yīng)。如何提高配位滴定的選擇性不是一成不變的，配位滴定的方式方法也有很多，由于作者學(xué)術(shù)水平有限所做的研究?jī)H供參考，希望能為相關(guān)學(xué)習(xí)者提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 李發(fā)美.分析化學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社，2008(6).

[2] 應(yīng)武林.分析化學(xué).青島:中國(guó)海洋大學(xué)出版社，2006(5).

[3] 胡琴，黃慶華.分析化學(xué).北京:科學(xué)出版社，2009(1).