2808184854

KOMPLEKSOMETRIA

1. Wstęp

Związki kompleksowe (koordynacyjne, zespolone) to pochodne związków prostych, w których, do jednego lub Miku atomów (jonów) dysponujących wolnymi obszarami orbitalnymi przyłączyły się jony (cząsteczM) drugiego związku chemicznego posiadające wolne pary elektronowe. Dzięki temu, mogą tworzyć się wiązania donorowo-akceptorowe. W związku kompleksowym można wyodrębnić wewnętrzną i zewnętrzną sferę koordynacyjną. W skład sfery wewnęttznej danego związku kompleksowego wchodzą: jon centralny zwany centrum koordynacji i otaczające go Ugandy. Przykładem

związku kompleksowego może być heksacyjanożelazian(II) potasu - [Fe( CN )_s ] ⁴~. Zawarty w nim jon

żelaza nazywamy jonem centralnym a połączone z nim grupy CN' Ugandami.

Jonami centralnymi są najczęściej kationy - jony pierwiastków z grup pobocznych, o niecałkowicie zapełnionych elektronami podpowłokach p lub d Wśród metali, posiadających nie zapełnione podpowłoM typu d, najczęściej jony kompleksowe tworzą następujące metale: Fe, Co, Ni, Mn oraz platynowce, miedziowce i cynkowce. Atomy tych metali mają większą tendencję do tworzenia kompleksów na wyższych stopniach utlenienia. Rzadziej centrum koordynacji twarzą niemetale, które tworzą proste jony kompleksowe, będące resztami odpowiednich kwasów tlenowych (

SO^~ ,POt ,cio~).

Ligandami, mogą być obojętne cząsteczM, np. NH₃, H₂0, CO, jaki ujemne jony, np, CN', Ct, NO3 . NieMóre ligandy o odpowiedniej budowie cząsteczM mogą dostarczać dwu lub więcej atomów skoordynowanych wokół atomu centralnego. Ligandy tatóe nazywamy ligandami chałatowymi lub kleszczowymi. Kompleksy chelatowe charakteryzują się znacznie większą trwałością niż kompleksy z ligandami prostymi dlatego chętnie stosowane są w analizie miareczkowej. PrzyMadem cząsteczM, która spełnia rolę tego rodzaju ligandu jest anion kwasu etylenodiaminatetraoctowego (EDTA).

ZwiązM kompleksowe mogą posiadać ładunek dodatni (np. [Cu(NH₃)₄ ]²⁺), ujemny (np.

[/’e(CN ^ ] ⁴~) lub być obojętne (np. [Ni(CO)₄]). Wymienione kompleksy należą do grupy

związków kompleksowych tzw. jednordzeniowych (bo zawierają jeden jon centralny). Obok kompleksów jednordzeniowych, znane są również takie, w których występuje dwa lub więcej jonów centralnych. Są to kompleksy tzw. wielordzeniowe.

2. Miareczkowanie kompleksometryczne

Do miareczkowego oznaczania pierwiastków wykorzystuje się często reakcje kompleksowania. Istotny rozwój kompłeksometrii spowodowało odkrycie przez chemika szwajcarsMego G. Schwarzenbacha (lata:    1945-1952) kompleksotwórczych właściwości kwasów

aminopohkarboksylowych. Głównym i najczęściej stosowanym przedstawicielem tej grupy związków jest kwas etylenodiaminotetraoctowy.

N-CH -CH -N 2 2

H C

2

(1)

HOOC

Kwas ten i jego sól dwusodowa są powszechnie oznaczane skrótem EDTA. Często związek ten bywa też nazywany (od nazw patentowych) kwasem wersenawym lub kompleksonem II, zaś jego sól dwusodowa -kompłeksonem HI.

EDTA reaguje z jonami metali w stosunku molowym 1 : 1, niezależnie od wartościowości jonu metalu Sześć ligandów jednej cząsteczM EDTA (2 atomy azotu i 4 atomy tlenu) wysyca koordynacyjnie atom metalu Kompleksy EDTA z metalami są bezbarwne lub barwne (jeżeli metal wchodzący w sMad kompleksu ma właściwości chromoforowe, np. żelazo, chrom, miedź, niMel). Zastępując wzór kwasu etylenodiaminotetraactowego sMótem H ₄Y, j ego reakcję z j onami metali w środowisku obojętnym można zapisać w postaci równania ogólnego:

1