2) комплекса метала с натрия эдетатом
3) свободного индикатора (+)
4) комплекса металла с индикатором
При прямом комплексонометрическом титровании ионы металла взаимодействуют со стандартным раствором натрия эдетата (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты, ЭДТА) с образованием прочного хелатного комплекса металл–ЭДТА. Для фиксации конечной точки используют металлохромный индикатор, который первоначально образует окрашенный комплекс с ионами металла. Однако устойчивость комплекса металла с ЭДТА обычно выше, чем устойчивость его комплекса с индикатором.
По мере добавления титранта ЭДТА вытесняет индикатор из металл-индикаторного комплекса. В точке эквивалентности практически все определяемые ионы металла связаны с ЭДТА, а индикатор высвобождается в свободной форме. Именно изменение окраски свободного индикатора, зависящее также от его кислотно-основного состояния, регистрируется как конечная точка титрования. Поэтому правильным является образование свободного индикатора, а не комплекса металла с буфером или с индикатором.
Буферный раствор поддерживает строго заданное значение pH, необходимое для устойчивого комплексообразования с ЭДТА и воспроизводимого перехода окраски. Он может влиять на условную константу устойчивости комплексов и селективность метода, но сам по себе обычно не является причиной аналитического цветового эффекта. После завершения реакции избыток ЭДТА не меняет принцип обнаружения эквивалентности: визуально оценивается переход окраски связанного индикатора в окраску его свободной формы.
| Стадия титрования | Преимущественная форма веществ | Аналитический признак |
|---|---|---|
| До добавления индикатора | Ионы металла находятся в растворе; состав среды задан буфером | Окраска определяется природой иона металла и условиями среды |
| После добавления металлохромного индикатора | Образуется окрашенный комплекс металл–индикатор | Раствор приобретает исходную окраску, характерную для связанной формы индикатора |
| Начало титрования ЭДТА | ЭДТА связывает свободные ионы металла; комплекс металл–индикатор еще сохраняется | Окраска изменяется незначительно или постепенно |
| Вблизи точки эквивалентности | ЭДТА вытесняет индикатор из комплекса металл–индикатор | Происходит резкий переход окраски вследствие высвобождения индикатора |
| Точка эквивалентности | Основная часть металла связана в комплексе металл–ЭДТА; индикатор находится в свободной форме | Фиксируется конечная окраска свободного индикатора |
| После точки эквивалентности | В растворе присутствует избыток ЭДТА, металл преимущественно связан с ним | Окраска остается соответствующей свободному индикатору; дальнейшее добавление титранта не дает аналитического перехода |
Наблюдаемая смена цвета является результатом конкурентного комплексообразования между ЭДТА и металлохромным индикатором. Для точного определения конечной точки важны подходящий pH, достаточная разница устойчивости комплексов и правильный выбор индикатора. Если среда недостаточно буферирована или присутствуют посторонние ионы металлов, переход окраски может стать нечетким и привести к систематической ошибке результата.