絡合滴定

絡合滴定是以絡合反應為基礎的滴定分析方法，又稱為配位滴定。絡合反應亦是路易斯酸和路易斯堿結合生成簡單絡合物或螯合物的反應（金屬離子作為路易斯酸提供空軌道，接受路易斯堿所提供的未成鍵電子對形成化學鍵）。

簡單絡合物由ZX離子和單齒配體組成，如同多元弱酸一般，常形成逐級絡合物，存在逐級解離平衡關系，限制了其在滴定分析中的應用，一般常用作掩蔽劑、顯色劑和指示劑。

螯合物由同一金屬離子與兩個或多個配位體形成螯合環(huán)的環(huán)狀結構配合物。螯合物也存在逐級絡合現(xiàn)象，但可以通過控制適當?shù)姆磻獥l件，得到實驗所需的絡合物，常被用做滴定劑和掩蔽劑。例如乙二胺四乙酸（EDTA）是含有羧基和氨基的螯合劑，能與多種硬酸、軟酸型陽離子結合形成具有多個五原子環(huán)的穩(wěn)定螯合物。其結構式如圖1所示，由于其良好的穩(wěn)定性及成本低廉等原因成為分析化學中應用最廣泛的螯合劑。

EDTA結構式

在絡合滴定中，通常利用一種能與金屬離子生成有色絡合物的顯色劑來判斷滴定反應是否達到反應終點，這種顯色劑稱為金屬離子指示劑。下表為絡合滴定中常用金屬指示劑。

在絡合滴定中，根據(jù)金屬離子絡合物穩(wěn)定常數(shù)、絡合速率、指示劑封閉效應、溶液酸堿度等要求，我們可以采用不同的滴定方法來滿足實驗需求并將其運用到實際生產(chǎn)中去。

       乙二胺四乙酸簡稱EDTA或者EDTA酸，分子式為C10H16N2O8 ，用H4Y表示其結構式如圖1所示。

圖1：乙二胺四乙酸結構式

       當H4Y溶于水時，不僅可以將自身的H+給出去，形成不同形式的HXY（4-x)-陰離子；當溶液酸度很高時，H4Y的兩個羧基可以接受H+分別以H5Y+或H6Y2+陽離子的形式存在于溶液中。因此EDTA在水溶液中可以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-等7種形式存在，而它們在水溶液中的具體存在形式及分布分數(shù)與溶液pH息息相關（如圖2所示）。

圖2：EDTA各種存在形式的分布圖

       EDTA與金屬離子形成螯合物時，它的氮原子和氧原子與金屬離子鍵合形成具有多個五原子環(huán)的立體螯合物。EDTA螯合物的立體構型如圖3所示。一般情況下,這些絡合反應將按照1:1的比例進行反應。

圖3：EDTA-M螯合的立體結構

       例如在ZnCl2的滴定實驗中，以EDTA-2Na作為滴定劑，鉻黑T指示液作為指示劑，于氨-氯化銨緩沖溶液（pH=10）中滴定待測ZnCl2標準滴定溶液。當溶液滴定至由藍色變?yōu)樽霞t色時，此時達到反應終點，以消耗EDTA-2Na的體積根據(jù)公式（1）計算ZnCl2標準滴定溶液的濃度（需要同時做空白試驗扣除空白的影響）。

C1:EDTA-2Na標準溶液的濃度

V1:消耗EDTA-2Na的體積

V2:消耗ZnCl2標準滴定溶液的體積

       EDTA由于其良好的化學性質(zhì)，被廣泛應用于化學分析中。迄今為止，它已經(jīng)成為分析化學中應用最廣泛的螯合劑。EDTA除了作為螯合劑用于絡合滴定外，還作為掩蔽劑等應用于各種分離和測定方法中。