3.25 Компелексоны.Диссоциация комплексонов .Образоваение комплексанатов металлов.

Влияние Рн растворов и прочности комплексонатов на полноту связывания катионов металла в комплексы

Комплексоны — это многоосновные органические кислоты, например, оксиэтилидендифосфоновая кислота(ОЭДФк), нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФк) и другие, которые образуют комплексные соединения (комплексы) с ионами металлов.

Комплексонаты — это комплексные соединения комплексонов (комплексы) с ионами кальция, магния и других металлов. В большинстве своём они безвредны для человека и других живых существ и растворимы в воде.

Эти комплексы способны адсорбироваться на поверхности зародышей кристаллов солей жёсткости, блокируя центры роста кристаллов (рисунок). Таким образом, комплексоны и/или комплексонаты препятствуют кристаллизации солей жёсткости и образованию осадков в виде накипи и шлама.

Комплексоны и/или комплексонаты способны физико-химически адсорбироваться на поверхности металла с образованием поверхностных адсорбционных комплексов. Это приводит к образованию на поверхности металла пассивирующей плёнки и снижению скорости коррозии металла

Малые количества комплексонов и/или комплексонатов постепенно разрушают застарелые отложения накипи и продуктов коррозии. Это объясняется не химическими процессами комплексообразования, а образованием дефектов кристаллов вследствие процессов переноса на границах кристаллов. В результате этих процессов отложения накипи и продуктов коррозии в присутствии комплексонов и/или комплексонатов постепенно разрушаются и переходят в коллоидный раствор или взвесь, легко удаляемую циркулирующей водой. Для удаления образующейся взвеси целесообразно использованиегрязевиков-шламоотделителей «ИХЛ ГШЦ».

Комплексоны (ОЭДФк, НТФк) могут быть использованы в качестве реагентов для проведения химической очистки теплоэнергетического оборудования от имеющихся отложений продуктов накипеобразования и коррозии. В чистом виде эти реагенты усиливают коррозию оборудования итепловых сетей. Для стабилизационной обработки воды (для предупреждения образования отложений продуктов накипеобразования и коррозии) наиболее целесообразно применение не комплексонов, а комплексонатов — комплексов ОЭДФк и НТФк с металлами (чаще всего с цинком). Хорошо зарекомендовали себя реагенты, выпускаемые ООО «Экоэнерго» (г. Ростов-на-Дону). Реагенты, применение которых разрешено Роспотребнадзором РФ для обработки питьевой воды, с успехом применяются в системах горячего водоснабжения.

Связывание металла в комплекс усиливается с ростом рН.

Индикатор при выбранном рН должен образовать комплекс данного металла, но не слишком прочный — не прочнее комплекса металла с ЭДТА.

Таким образом, концентрация свободных ионов ЭДТА очень мала, и только металлы, образующие очень прочные комплексы с ЭДТА, могут титроваться в данных условиях.

Чем выше прочность тем сильнее влияние комплекса на связь.

3.27.Металлоиндикаторы и их применение

Металл-индикаторы - это хромофорные органические соединения (красители), образующие с катионами металлов интенсивно окрашенные непрочные комплексные соединения:

Металлоиндикаторы делятся на две группы. К первой группе относятся индикаторы, не имеющие цвета. Комплексные соединения таких индикаторов с ионами металлов обладают, как правило, невысокой интенсивностью окраски, что осложняет их применение

Различные металлоиндикаторы, применяемые при комплек-сонометрическом титровании кальция и магния ( мурексид, хром темно-синий, хромоген черный ЕТ-00, метилтимоловый синий, тимолфталексон, глиоксаль-бис - ( 2-оксианил, флуорексон и др.), характеризуются различной четкостью перехода окраски в эквивалентной точке титрования, поэтому результаты определения с использованием этих индикаторов отличаются различной точностью

Некоторые металлоиндикаторы сами не имеют окраски, но образуют с ионами металлов окрашенные комплексы. Примерами неокрашенных металлоиндикаторов служат салициловая, сульфосалициловая и гидроксамовые кислоты

Металл-индикаторы - это хромофорные органические соединения (красители), образующие с катионами металлов интенсивно окрашенные непрочные комплексные соединения:

Широко применяются в комплексонометрии следующие индикаторы: хромоген черный, хром темно-синий, мурексид. Смена окрасок в конечной точке титрования, в частности, индикаторов хромогена черного и хрома темносинего наблюдается при рН 8-10. Например, в щелочной среде активной формой индикатора хромогена черного является Hind ^2- , имеющей синюю окраску. При взаимодействии ионов металла с хромогеном черным в щелочной среде образуется комплекс, окрашенный в винно-красный цвет.

Me²⁺ + Hind ^2- ↔ MeInd ^- + H⁺

бесц. синий винно-красный

При титровании раствором трилона Б, комплекс MeInd ^– разрушается, т.к. происходит связывание ионов металла комплексоном в более прочный комплекс, а анионы индикатора Hind^2-накапливаются в растворе, сообщая ему синюю окраску.

MeInd ^- + [H₂Tr]^2- → [MeTr]^2- + Hind ^2- + H⁺

винно-красный бесцв. бесцв. синяя

рН 8-10 в процессе титрования создается введением в титруемый раствор хлоридно-аммиачного буфера (NH₄OH + NH₄Cl), который нейтрализует кислотность от выделяющихся ионов водорода.