Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Ноября 2013 в 17:30, реферат
Комплексоны имеют в аналитической химии широкое и многостороннее применение. Наиболее важное значение имеет их применение в титриметрическом (объемном) анализе, где на основе комплексонов возник и успешно развивается большой раздел аналитической химии, получивший название "комплексонометрии" или "хелатометрии". Комплексы эффективно используются также в фотометрическом, полярографическом, хроматографическом и других физико-химических методах анализа, в гравиметрическом анализе. Комплексоны применяются для маскировки мешающих ионов, растворения малорастворимых соединений, изменения редокс-потенциалов системы и для многих других целей.
Исторически первым аналитическим методом, использующим способность ЭДТА образовывать прочные комплексы с ионами Mg2 + и Ca2 +, было определение жесткости воды. Однако настоящий расцвет комплексонометрических методов в титриметрии начался после открытия металлохромных индикаторов - веществ, образующих окрашенные соединения с ионами металлов. Окраска этих индикаторов изменяется также в зависимости от рН раствора. Открытие металлоиндикаторов произошло в результате случайного наблюдения в лаборатории проф. Г. Шварценбаха. Наряду с другими соединениями там исследовали урамилдиуксусную кислоту. Когда после работы с урамилдиуксусной кислотой посуду мыли обычной водопроводной водой, то наблюдалось резкое изменение окраски. Оказалось, что в результате окисления исследуемой кислоты кислородом воздуха происходит образование небольших количеств мурексида, который с ионами кальция в водопроводной воде дает ярко окрашенное соединение. В настоящее время он применяется при комплексонометрическом определении кальция, кобальта, никеля, меди и др.
Одним из наиболее популярных индикаторов стал эриохромовый черный Т, с которым определяют очень многие катионы. В кислом растворе индикатор окрашивается в красный цвет, в аммиачном - в синий, а с ионами магния, кадмия, цинка, марганца и другими образует ярко окрашенные комплексы красного цвета. По химической природе это натриевая соль (1-окси-2-нафтилазо)-6-нитро-2-нафтол-4-сульфокислоты
С ионами металла индикатор образует связи через атомы азота и атомы кислорода гидроксильных групп. До точки эквивалентности взаимодействие трилона Б (титранта) с ионом металла не вызывает каких-либо внешних изменений раствора - он остается красным, что обусловлено цветом комплекса иона металла с индикатором Mind -, если Ind 3 - - условное обозначение депротонированной молекулы индикатора. В области точки эквивалентности в реакцию с трилоном Б вступает окрашенный комплекс, и после добавления эквивалентного количества комплексона цвет раствора резко меняется от красного к синему:
Mind - + Н2edta2 - + NH3 = Medta2 - + Hind2 - + .
красный б / цв б / цв синий
Однако многие металлы (кобальт, медь, свинец, ртуть и др.) образуют с индикатором очень прочные комплексы, намного превышающие прочность комплексов с комплексоном. Поэтому прочные металл-индикаторные комплексы с комплексоном не реагируют, и изменения цвета в точке эквивалентности не происходит (как говорят, индикатор "блокирован"). В этих случаях используют известный в аналитической химии прием обратного титрования (титрования по остатку). К анализируемому раствору добавляется заведомый избыток титрованного раствора комплексона, а затем не вступившее в реакцию количество комплексона оттитровывается раствором соли магния или цинка. При таком титровании цвет раствора изменяется от синего к красному. Кроме мурексида и эриохромового черного, в комплексонометрии применяются многие другие индикаторы - ксиленоловый оранжевый, пирокатехиновый фиолетовый и др., а также реактивы, дающие цветную реакцию с определяемым ионом (например, железо (III) можно титровать, используя в качестве индикатора сульфосалициловую кислоту).
Для определения точки эквивалентности используют также различные физико-химические методы - потенциометрию, полярографию, термометрию и т.д. Многие катионы образуют с ЭДТА яркоокрашенные соединения, что используется в фотометрических методах анализа (для определения Cr(III), Co(III), Cu(II) и др.).
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСОНОВ В НЕФТЯНОЙ
И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Отложение минеральных солей в нефте- и газопромысловом оборудовании существенно уменьшает дебит скважин, требует частого ремонта насосно-компрессорного оборудования, вызывает аварии и простои, выход из строя аппаратуры и загрязнение окружающей среды. По химическому составу отложения солей разнообразны, но в основном представляют собой карбонат кальция, сульфат магния, сульфат бария. Эффективным способом борьбы с минеральными отложениями является использование химических реагентов, препятствующих кристаллизации малорастворимых солей. Наибольшей эффективностью из них обладают фосфорсодержащие комплексоны. Применение их в количествах, значительно меньших стехиометрических ((1 - 5) " 10- 3 г/л), позволяет практически полностью предотвратить образование солеотложений.
Фосфорсодержащие комплексоны (ОЭДФ, НТФ и др.) препятствуют зародышеобразованию в пересыщенных растворах и способны эффективно тормозить процесс роста кристаллов. Установлено, что высокая ингибирующая способность фосфорсодержащих комплексонов связана с блокированием только активных центров кристаллов. Это приводит к малым расходам комплексона и применяется очень широко. Так, например, на установке по подготовке нефти к переработке теплообменники очищали через 10 суток, а с применением комплексона-ингибитора стали очищать только че
• Применение комплексонов в аналитической химии.
• Применение комплексонов в нефтяной и газовой промышленности.
• Химическая очистка теплоэнергетического оборудования и стабилизационная обработка воды с помощью комплексонов.
• Применение комплексонов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
• Применение комплексонов и комплексонатов в медицине.
• Определение жёсткости воды.
• Методы устранения жёсткости воды.
• Значение жесткости воды.