La titulación complexométrica (a veces quelatometría ) es una forma de análisis volumétrico en el que se utiliza la formación de un complejo coloreado para indicar el punto final de una titulación. Las valoraciones complexométricas son particularmente útiles para la determinación de una mezcla de diferentes iones metálicos en solución. Normalmente se utiliza un indicador capaz de producir un cambio de color inequívoco para detectar el punto final de la titulación. La titulación complexométrica son aquellas reacciones en las que un ion simple se transforma en un ion complejo y el punto de equivalencia se determina mediante el uso de indicadores metálicos o electrométricamente.
Reacciones para la valoración complexométrica
En teoría, cualquier reacción de complejación se puede utilizar como técnica volumétrica siempre que:
- La reacción alcanza el equilibrio rápidamente después de agregar cada porción de titulante.
- No surgen situaciones que interfieran. Por ejemplo, la formación escalonada de varios complejos diferentes del ión metálico con el titulante, resultando en la presencia de más de un complejo en solución durante el proceso de titulación.
- Está disponible un indicador complexométrico capaz de localizar el punto de equivalencia con bastante precisión.
En la práctica, el uso de EDTA como titulante está bien establecido.
Titulación compleja con EDTA
EDTA, ácido etilendiaminotetraacético , tiene cuatro grupos carboxilo y dos grupos amina que pueden actuar como donantes de pares de electrones o bases de Lewis . La capacidad del EDTA para donar potencialmente sus seis pares de electrones solitarios para la formación de enlaces covalentes coordinados a cationes metálicos hace que el EDTA sea un ligando hexadentado . Sin embargo, en la práctica, el EDTA suele estar sólo parcialmente ionizado y, por tanto, forma menos de seis enlaces covalentes coordinados con cationes metálicos.
El EDTA disódico se usa comúnmente para estandarizar soluciones acuosas de cationes de metales de transición. El EDTA disódico (a menudo escrito como Na 2 H 2 Y ) solo forma cuatro enlaces covalentes coordinados a cationes metálicos a valores de pH ≤ 12. En este rango de pH, los grupos amina permanecen protonados y, por lo tanto, no pueden donar electrones a la formación de enlaces covalentes coordinados. . Tenga en cuenta que la forma abreviada Na 4 − x H x Y se puede utilizar para representar cualquier especie de EDTA, con x designando el número de protones ácidos unidos a la molécula de EDTA.
El EDTA forma un complejo octaédrico con la mayoría de los cationes metálicos 2+, M 2+ , en solución acuosa. La razón principal por la que el EDTA se usa tan ampliamente en la estandarización de soluciones de cationes metálicos es que la constante de formación para la mayoría de los complejos de cationes metálicos-EDTA es muy alta, lo que significa que el equilibrio de la reacción:
- M 2+ + H 4 Y → MH 2 Y + 2H +
se encuentra muy a la derecha. Llevar a cabo la reacción en una solución tampón básica elimina el H + a medida que se forma, lo que también favorece la formación del producto de reacción del complejo catiónico EDTA-metal. Para la mayoría de los propósitos, se puede considerar que la formación del complejo catión metálico-EDTA se completa, y esta es la razón principal por la que el EDTA se usa en titulaciones y estandarizaciones de este tipo.
Indicadores
Para realizar valoraciones de cationes metálicos con EDTA, casi siempre es necesario utilizar un indicador complexométrico para determinar cuándo se ha alcanzado el punto final. Los indicadores comunes son tintes orgánicos como Fast Sulphon Black , Eriochrome Black T , Eriochrome Red B , Patton Reeder o Murexide . El cambio de color muestra que el indicador ha sido desplazado (generalmente por EDTA) de los cationes metálicos en solución cuando se ha alcanzado el punto final. Por lo tanto, el indicador libre (en lugar del complejo metálico) sirve como indicador de punto final.