1. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
Practicum 12 (Pagina 117-120)
Complexometrische titraties: Titratie van Mg2+
met EDTA & Bepaling van de hardheid
van water
Inventaris van het labomateriaal (p 121-122)
2.6 Complexometrische titraties Meebrengen: 0,5 l H2O = leidingwater
Bij complexometrie worden stabiele complexen gevormd met de te bepalen metaalionen en EDTA (Zn2+
&
Mg2+
).
Belangrijkste complexometrische titraties = titraties van metaalionen met complexonen waardoor
chelaatverbindingen ontstaan = chelatometrische titraties of titraties volgens Schwarzenbach
Aminopolycarbonzuren vormen met metaalionen in water oplosbare stabiele chelaten.
Chelaat = verbinding waarbij één ligand meerdere coördinatief covalente bindingen met het metaalion vormt
Algemeen
CH2 CH2 NN
CH2
CH2
CH2
CH2
HOOC
NaOOC
COONa
COOH 2H2O
:
:
.
EDTA = voornaamste complexon. Meestal onder de vorm van Na2H2Y∙2H2O (MM = 372,25 g/mol)

2. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
2.6 Complexometrische titraties
Principe
a) Reacties van EDTA met metaalionen
Algemene vormingsreactie
Typerend: EDTA vormt steeds 1:1 complexen met de metaalionen ongeacht de valentie van de metaalionen!
De gevormde complexen zijn voldoende stabiel om als basis te kunnen dienen voor een titratie (uitgezonderd
alkalimetalen)
b) Stabiliteit van het gevormde complex
Dit is zowel afhankelijk van de pH als van de lading van het metaalion!
N CH2 CH2 N
CH2
CH2CH2
CH2
HOOC
HOOC
COOH
COOH

3. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
2.6 Complexometrische titraties
Principe
b) Stabiliteit van het gevormde complex
i) de pH
Bij hoge pH (> 10) is Y4–
de voornaamste component
Het gevormde complex zal bij een hoge pH stabieler zijn dan bij een lage pH.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
α

4. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
De vorming van elk chelaat wordt gekenmerkt door een stabiliteitsconstante. Zie tabellenboekje pagina 8
Algemene vormingsreactie
Stabiliteitsconstante
• KMY↓ → stabiliteitcomplex↓
• KMY↑ → stabiliteitcomplex↑
• Lading van het metaalion ↑ → KMY↑
Voorbeelden
NaY3–
KMY = 5,0 ×101 Weinig stabiel → Niet bruikbaar voor een titratie
Eénwaardige metaalionen vormen met EDTA weinig stabiele complexen
LiY3–
KMY = 6,2 ×102
AgY3–
KMY = 2,1 ×102
ii) de lading van het metaalion
2.6 Complexometrische titraties
Principe
b) Stabiliteit van het gevormde complex

5. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
MgY2–
KMY = 4,9 ×108
Tweewaardige metaalionen vormen met EDTA relatief stabiele complexen (pH = 10)
CaY2–
KMY = 5,0 ×1010
Tireren bij hoge pH (> 10) → Y4–
de voornaamste component
CuY2–
KMY = 6,3 ×1018
MnY2–
KMY = 6,2 × 1013
ZnY2–
KMY = 3,2 ×1016
FeY2–
KMY = 2,1 × 1014
Drie- en vierwaardige metaalionen vormen met EDTA zeer stabiele complexen
Tireren bij lage pH is mogelijk
FeY–
KMY = 1,3 ×1025
ThY KMY = 1,6 ×1023
AlY–
KMY = 1,3 ×1016
ii) de lading van het metaalion
Me3+
: pH = 1 à 2
Me4+
: pH < 1
2.6 Complexometrische titraties
Principe
b) Stabiliteit van het gevormde complex
Wij: Buffer = NH4
+
/NH3 (pH = 10): kleurloos

6. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
Eriochroom Zwart T®
Bron: D. Skoog, D. West & J. Holler, Cengage Learning, 8th edition (2003)
Voorbeeld
blauw
blauw rood
2.6 Complexometrische titraties
Principe
c) Bepaling van het eindpunt van EDTA-titraties
Metaalindicatoren
Erio T vormt met veel metaalionen een rood gekleurd complex.
In ongebonden toestand bij pH = 10 is dit blauw gekleurd.
rood oranje
Me2+
= kleurloos
Primaire standaard EDTA = wit poeder, kleurloze oplossing
Buffer = NH4
+
/NH3 (pH = 10): kleurloos
Dus: Indicator nodig: polybase → vormt ook chelaat met Me-ionen

7. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
2.6 Complexometrische titraties
Principe
c) Bepaling van het eindpunt van EDTA-titraties
Metaalindicatoren
Voorbeeld
Indien het metaal-EDTA-complex stabieler is dan het metaal-indicator-complex dan zal op het eindpunt van
de titratie, EDTA uit het metaal-indicator-complex verdrijven.
rood blauw
Eriochroom Zwart T®
rood blauw
Het equivalentiepunt wordt bereikt wanneer de laatste sporen rood uit de oplossing verdwenen zijn.
pH = 10
rood weg

8. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
2.6 Complexometrische titraties
Principe
d) Door het vergelijken van de stabiliteitsconstanten
M-EDTA complexen zijn veel stabieler dan de M-Ind-complexen = voorwaarde voor een mogelijke titratie!
Kf = 1016,5
Kf = 1011,4
Kf = 108,7
Kf = 105,4
Kf = 1010

9. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
Werkwijze Alle titraties uitvoeren op 50°C à 60°C!
1 l 1 M → 372,25 g Na2H2Y∙2H2O
0,250 l 0,01 M → 372,25 × 0,250 × 0,01 = 930,6 mg
b) Titratie van een onbekende Zn2+
-oplossing
Onbekend staal aanlengen tot 100,0 ml en homogeen maken.
Niet in glazen maatkolf van 250 ml bewaren, want lost metalen in glas op (ongeveer 3 u mag)
20,00 ml oplossing + 2,00 ml NH4
+
/NH3 buffer + 2 druppels ERIO-T (rode kleur)
Liefst niet te donker, want anders is de overgang naar zuiver blauw niet te zien + EDTA (na t ↑) → blauw
(rode kleur weg) → geen paarse indruk meer (blauw + rood)
2.6.1 Titratie van Zn2+
en Mg2+
met EDTA
a) Bereiding van 250 ml EDTA 0,01 M
Hoeveelheid in de buurt van 930,6 mg afwegen! In beker van 100 ml + AD & kwantitatief overbrengen in
een maatkolf van 250 ml. Aanlengen & homogeen maken
3 × 20,0 ml titrerenZn2+
20,00 ml 20,00 ml 20,00
E.V. EDTA
B.V. EDTA
T.V. EDTA
Tabellen in het laboschrift!

10. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
c) Titratie van een onbekende Mg2+
-oplossing
Idem Zn2+
(zie b)
MMg2+ en mg Mg2+
/100 ml oplossing
Berekenen en indienen
MZn2+ en mg Zn2+
/100ml oplossing
Werkwijze Alle titraties uitvoeren op 50°C à 60°C!
2.6.1 Titratie van Zn2+
en Mg2+
met EDTA
Titratie van een onbekende Zn2+
-oplossing
Berekenen en indienen
3 × 20,0 ml titrerenMg2+
20,00 ml 20,00 ml 20,00
E.V. EDTA
B.V. EDTA
T.V. EDTA
Tabellen in het laboschrift!
d) Verwerking afval
Titratieresten in de pompbak

11. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
2.6.2 Bepaling van de totale hardheid van leidingwater
→ te wijten aan Ca2+
en Mg2+
/ Tegenionen: HCO3
-
, Cl–
en SO4
2–
Tijdelijke hardheid te wijten aan de hoeveelheid kationen equivalent met HCO3
–
,want verwijderbaar
filtreren
Blijvende hardheid te wijten aan de hoeveelheid kationen equivalent met de hoeveelheid andere anionen
dan HCO3
–
, bvb. Cl-
en SO4
2-
, want op deze manier niet verwijderbaar.
Wel + Na2CO3 (berekend) en filtreren van CaCO3
Vandaag: Ontharden van H2O met IONENWISSELAARS.
Alle kationen worden uitgewisseld tegen H+
en alle anionen worden uitgewisseld tegen OH-
. Dus alle zouten
weg
Door titratie met EDTA in aanwezigheid van een buffer en ERIO-T wordt de totale concentratie aan
Metaalionen bepaald.
e hardheid van water

12. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
Omdat niet alle leidingwaters Mg2+
bevat en Ca2+
een weinig stabiel complex vormt met ERIO-T2–
(Kst CaY2-
> MgY2-
> Mg-Erio-T > Ca-Erio-T) wordt aan de buffer een weinig MgY2-
(ongeveer 0,5%) toegevoegd. (is
geen fout, want je hebt evenveel Mg2+
als Y4–
)
Ca2+
reageert niet alleen met Y4–
maar ook met de kleine hoeveelheid MgY2-
zodat dan Mg-Ind (rood) kan
gevormd worden
RoodBlauw
Te traag en niet stabiel om
goed eindpunt te bekomen
2.6.2 Bepaling van de totale hardheid van leidingwater
Principe

13. Vakgroep Chemie
Departement G&T/KHLeuven
Labo analytische chemie 1 Chemie
50,0 ml H2O + 2 ml buffer + 3 druppels ERIO-T + EDTA: wijnrood → zuiver blauw
Opmerking!
Sporen van veel metalen interfereren in de bepaling van Ca2+
en Mg2+
met EDTA en ERIO-T: Co, Ni, Cu, Zn,
Hg en Mn-ionen
Om dit op te vangen: 5% hydroxylamine-chloorhydraat (NH2OH∙HCl) aan de indicator toevoegen
Buffer en ERIO-T met rode band!
2.6.2 Bepaling van de totale hardheid van leidingwater
Werkwijze
Kraantjeswater 50,00 ml 50,00 ml 50,00
E.V. EDTA
B.V. EDTA
T.V. EDTA
Tabellen in het laboschrift!
# mmol metaalionen/ l H2O
Berekenen
d) Verwerking afval
Titratieresten in de pompbak