Интервал перехода окраски индикатора.

Запишем схему реакции образования комплексов определяемых катионов М с индикатором (без указания зарядов для общности рассмотрения):

M + Ind = MInd.

Концентрационная константа устойчивости комплекса равна:

β_(MInd) = [MInd]/[M][Ind].

В дальнейшем β_(MInd) будем записывать просто β.

-lg[M]=pM – показатель концентрации катионов металла

- раствор имеет окраску свободного индикатора

- раствор имеет окраску комплекса MInd

pM = lgβ ± 1

- интервал изменения окраски индикатора.

pM = lgβ

– самый резкий переход окраски

Примеры металлохромных индикаторов.

Известны многие десят­ки металлохромных индикаторов. Из них при комплексонометрическом анализе фармацевтических препаратов чаще других применяют следующие: кальконкарбоновую кислоту (кальцес), хромовый темно-синий (кислотный хром темно-синий), эриохром черный Т (протравной черный II), ксиленоловый оранжевый, мурексид, пирокатехиновый фиолетовый и некоторые другие.

1) Эриохром черный Т(кислотный хромовый черный специальный) - 1-(1-окси-2-нафтилазо)-6-нитро-2-нафтол-4-сульфокислота. В водном растворе диссоциирует по схеме:

Относится к группе азокрасителей. Является слабой трехосновной
кислотой H₃Ind; Ind^3- : рК₁ = 4; рК₂ = 6,4; рК₃ = 11,5. В водных растворах, в зависимости от рН, могут доминировать разные формы.

Наиболее контрастным и удобным для фиксации КТТ является переход синий – красный, поэтому титрование ведут при рН ≈ 10 в аммиачном буфере (рН ≈ 9,5—10,0). В этих условиях индикатор образует с катионом металла М²⁺ комплекс Mind^- красного цвета:

HInd^2- + M²⁺ = MInd^- + H⁺

синий красный

Вблизи ТЭ при прибавлении титранта HY^3- происходит разрушение этого комплекса под действием титранта:

MInd^- + HY^3- = HInd^2- + MY^2-

красный синий

При прямом титрований наблюдается изменение окраски титруемого
раствора из красной (или красно-фиолетовой) на синюю.

Индикатор применяют для определения Mg²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺,Pb²⁺,Mn²⁺ в аммиачном буфере.

Свободный индикатор — темно-коричневый порошок, малорастворимый в воде.

2) Ксиленоловый оранжевый - 3,3'-бис-[N,N-ди(карбоксиметил)- аминометил]-о-крезосуьфофталеин. Относится к группе трифенилметановых красителей:

Представляет собой шестиосновную кислоту, показатели констант кислотной диссоциации которой равны: рК₁ = -1,2; рК₂ = 2,6; рК₃ = 3,2; рК₄ = 6,4; рК₅ = 10,4; рК₆ = 12,3. Окраска индикатора при 2,0 < рН < 6,4 — желтая, при рН > 6,4 — красно-фиолетовая. С катионами металлов образует комплексы красного цвета. При прямом титровании вблизи ТЭ цвет раствора изменяется из красного на желтый.

Индикатор применяют при определении Cu²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺,Hg²⁺, РЬ²⁺, Cо²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Вi³⁺ и др. катионов металлов.

Свободный индикатор — блестящий красно-коричневый кристалли­ческий порошок хорошо растворяется в воде и в кислых растворах; не­растворим в спирте, эфире.

3) Мурексид - однозамещенная аммонийная соль пурпурной (5,5'-ни-трилодибарбитуровой) кислоты:

Пурпурная кислота — пятиосновная кислота. Показатели констант последовательной ступенчатой кислотной диссоциации равны: рК₁ ≈ 1,6; рК₂ = 8,7 – 9,2; рК₃ = 10,3 – 10,9; рК₄ = 13,5; рК₅ = 14 – 14,5.

Цвет раствора индикатора зависит от кислотности среды: красно- фиолетовый при рН < 9; фиолетовый при рН = 9,2—10,3; сине-фиолето­вый при рН > 10,3. Комплексы катионов металлов с мурексидом окрашены в различный цвет. Например, комплексы Ni²⁺ — желтого, Сu²⁺ - желто-оранжевого, Ca²⁺ — красного, Мn²⁺ — оранжевого цвета.

Мурексид применяется при комплексонометрическом определении Ag⁺, Cu²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺,Zn²⁺, Sc²⁺, Mn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺ и др. катионов металлов.

Свободный индикатор — моногидрат C₈H₈N₆O₆ • Н₂O — пурпурно-красный или красно-коричневый порошок с зеленоватым металлическим блеском малорастворим в воде.