Chất chỉ thị màu dùng trong phương pháp complexon là chất chỉ thị cĩ khả năng tạo với ion kim loại phức cĩ màu khác với màu riêng của chất chỉ thị. Chất đĩ được gọi là chất chỉ thị kim loại. Như vậy phép chuẩn độ ion kim loại bằng EDTA gồm 2 giai đoạn:
- Phản ứng giữa ion kim loại tự do và complexon.
- Phản ứng giữa complexon và ion kim loại ở trong phức.
Chất chỉ thị này cĩ mặt trong dung dịch chuẩn độở một giá trị pH nào đĩ cĩ khả năng tạo phức tan, cĩ màu với cation kim loại cần xác định. Nhưng phức này kém bền hơn phức tạo bởi với EDTA và cation kim loại đĩ.
Chất chỉ thị thường được sử dụng rộng rãi trong phép chuẩn độ complexon là Eriocrơm T đen ( ký hiệu H2Ind- ): là một axít đa bậc yếu. Trong dung dịch cĩ pH < 7 tồn tại dưới dạng:
-O3S N = N
OH OH
NO2
Chất chỉ thị này cĩ phạm vi đổi màu khác nhau.
H2Ind- H2Ind2- Ind3-
Đỏ Xanh Vàng da cam
pH = 6,3 pH = 11,6
Khi sử dụng chất chỉ thị này trong chuẩn độ xác định hàm lượng các cation kim loại thường dùng pH = 6,3 ÷ 11,6 nên tồn tại dạng H2Ind2- cĩ màu xanh. H2Ind2- tạo phức tan, kém bền với cation kim loại cĩ màu đỏ. Như vậy nếu chỉnh dung dịch chuẩn độ cĩ pH = 6,3 ÷ 11,6 khi cho chất chỉ thị Eriocrơm T đen vào dung dịch sẽ cĩ màu đỏ nếu trong dung dịch cĩ các cation kim loại. Dùng EDTA chuẩn độ dung dịch này thì việc kết thúc chuẩn độ khi dung dịch chuẩn độ cĩ màu đỏ chuyển sang màu xanh.
Eriocrơm T đen tạo phức đỏ hoặc hồng với ion kim loại Mg2+, Zn2+, Cd2+ thường được dùng để chuẩn độ trực tiếp các ion đĩ trong mơi trường pH = 10 dùng hỗn hợp đệm NH3 - NH4+.
Ví dụ 1: Chuẩn độ cation Ca2+ và Mg2+ trong nước tự nhiên bằng EDTA, chất chỉ thị là Ericrơm T đen.
Trước tiên ta dùng dung dịch đệm cĩ pH = 10 để điều chỉnh pH của dung dịch chuẩn độ cĩ pH là 10. Cho vài giọt chất chỉ thị Ericrơm T đen vào:
HInd2- + Me2+ ⇔ MeInd- + H+
48
Dùng dung dịch tiêu chuẩn H2Y2- chuẩn độ dung dịch này. Tại điểm tương đương H2Y2- chiếm hết Me2+đẩy HInd2- ra cĩ màu xanh:
H2Y2- + MeInd- ⇔ MeY2- + HInd2- + H+
Việc kết thúc chuẩn độ khi dung dịch chuẩn độđổi màu từđỏ tím sang xanh lam. Cĩ thể dùng chất chỉ thị Murexít (ký hiệu H4Ind-) trong phép chuẩn độ complexon. Murexít là muối amoni của axít pupuric C8H5O2N5, là một loại bột màu đỏ thẫm. Dung dịch nước murexít cĩ màu tím thay đổi theo mơi trường: ở pH ≤ 9 màu tím đỏ, pH = 9 - 10: màu tím, pH > 11 - tím xanh.
Trong mơi trường axít mạnh H4Ind- cĩ cơng thức cấu tạo như sau:
O = C C - N = C C = O NH - C C = NH NH - C C = NH O- O O O
H4Ind- tác dụng với cation kim loại thành phức màu hồng. Dùng EDTA chuẩn độ dung dịch thì tại thời điểm tương đương EDTA dành hết cation kim loại đẩy H4R- ra nên dung dịch chuẩn độ cĩ màu tím huế.
Murexít là chất chỉ thị tốt cho việc chuẩn độ trực tiếp các ion Ca2+, Cu2+, Ni2+, Ag+.
Ví dụ 2: Chuẩn độ dung dịch Ca2+ trong nước tự nhiên bằng dung dịch tiêu chuẩn EDTA với chất chỉ thị murexít.
Đầu tiên dùng dung dịch NaOH điều chỉnh pH của dung dịch chuẩn độ cĩ pH = 12. Cho tiếp một ít murexít vào:
H4R- + Ca2+ ⇔ CaH2R- + 2H+ Dung dịch chuẩn độ lúc này cĩ màu hồng.
Dùng dung dịch tiêu chuẩn H2Y2- để chuẩn độ dung dịch này. Tại điểm tương đương:
CaH2R- + H2Y2- ⇔ CaY2- + H4R- Dung dịch lúc này cĩ màu tím huế.
Việc chuẩn độ kết thúc khi dung dịch chuẩn độđổi từ màu hồng sang màu tím huế.