6.1. Chuẩn độ trực tiếp
- Aùp dụng: các cation được định lượng ở pH bắt buộc để thu được một phức bền hoàn toàn (pH = 9 - 10 đối với cation hoá trị 2). Rất nhiều ion kim loại có thể định lượng trực tiếp như Mg2+, Zn2+, Ba2+, Ca2+,…
- Tiến hành: cho dung dịch trilon B và chỉ thị màu thích hợp tác dụng trực tiếp với một thể tích chính xác dung dịch muối kim loại cần định lượng.
Hàm lượng (hoặc nồng độ) muối kim loại được tính theo công thức:
P là nồng độ (hay hàm lượng) muối kim loại (%). 100 / a V T P tr A
63
Ttr/A là độ chuẩn của dung dịch trilon B theo muối kim loại A. V là thể tích của dung dịch trilon B đã phản ứng.
a là khối lượng mẫu thử.
Ví dụ: định lượng Mg2+ bằng EDTA với chỉ thị đen Eriocrom T, pH = 10. Lúc đầu trong dung dịch có màu đỏ vang do phản ứng của Mg2+ với chỉ thị
Mg2+ + HIn2- MgIn- + H+ Đỏ vang
Khi nhỏ EDTA xuống, Mg2+ tự do sẽ phản ứng trước Mg2+ + HY3- MgY2- + H+
Lúc ấy màu chưa biến đổi, gần điểm tương đương ta có sự cạnh tranh tạo phức HY3- + MgIn- MgY2- + HIn2-
Xanh
Kết thúc định lượng khi màu chuyển từ đỏ vang sang xanh hoàn toàn.
6.2. Chuẩn độ thế
- Aùp dụng: các cation tạo với chỉ thị một phức quá kém bền dẫn đến sự đổi màu không rõ.
- Tiến hành: cho một lượng thừa phức chất của trilon B với một muối kim loại M’ tác dụng với một thể tích chính xác dung dịch muối kim loại M cần định lượng, khi đó xảy ra phản ứng:
M + M’Z = MZ + M’
Sau đó định lượng muối kim loại M’ giải phóng ra bằng các phương pháp trực tiếp hay thừa trừ, từ đó tính được hàm lượng (hoặc nồng độ) muối kim loại cần định lượng.
Ví dụ: dùng chỉ thị NET khi định lượng Ca2+ rất kém chính xác vì phức Ca2+ + NET kém bền. Trong trường hợp này thêm mội ít complexonat Mg thì sự chuyển màu sẽ rõ. Xét pK lần lượt của các phức khác nhau, theo thứ tự độ bền:
Ca2+ + NET (M+I) pK = 5
Mg2+ + NET (M’+I) pK = 7
Complexon + Mg2+ (Z+M’) pK = 8 độ bền tăng dần Complexon + Ca2+ (Z+M) pK = 10
- Trong hỗn hợp đầu, phức complexonat Mgbị phân hủy, phóng thích Mg2+ cùng lúc tạo nên phức complexonat Ca. Mỗi Ca2+ được thay bằng 1 Mg2+.
- Mg2+ được phóng thích sẽ đẩy Ca2+ của phức [Ca2+ + NET] cho màu bền vững hơn của phức [Mg2+ + NET].
64
- Tiếp tục nhỏ EDTA xuống như trong phương pháp trực tiếp.
Như vậy đối với hai tác nhân tạo phức Y1 và Y2, nếu pKY2 > pKY1 thì Y2 sẽ đẩy Y1 khỏi phức của nó.
6.3. Chuẩn độ thừa trừ
- Aùp dụng: dùng cho những cation tạo hydroxyd không tan ở pH thực hiện. Đó là trường hợp của Pb2+, Hg2+, Mg2+ và tổng quát là tất cả các muối không tan trong môi trường kiềm.
- Phương pháp này thường dùng trong các trường hợp:
Không chọn được chỉ thị kim loại thích hợp cho ion cần xác định, chẳng hạn không thể chuẩn độ trực tiếp Co2+, Al3+ với chỉ thị NET được vì chỉ thị này tạo với Co2+, Al3+ cácphức bền vững đến nổi không bị EDTA phá vỡ.
Ion cần xác định nằm trong tủa (BaSO4, PbSO4..) làm phản ứng với EDTA xảy ra chậm.
- Tiến hành: cho một thể tích chính xác và quá thừa dung dịch chuẩn độ trilon B cùng với chỉ thị màu thích hợp tác dụng với một thể tích chính xác dung dịch muối kim loại cần định lượng, xác định lượng trilon B thừa bằng dung dịch chuẩn độ của muối kim loại khác. Từ đó tính đựơc thể tích dung dịch trilon B đã phản ứng ban đầu.
Ví dụ: định lượng bằng cách cho EDTA dư chính xác vào dung dịch chứa ion cần xác định, khi đó có phản ứng:
Mn+ + HY3- MY(n-4) + H+
Sau khi phản ứng xong, định lượng EDTA dư bằng dung dịch Mg2+ hay Zn2+ đã biết nồng độ. Từ đó tính ra lượng Mn+.