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CHIMICA ANALITICA
Titolazione complessometrica
CarloCarlo
I.G. Tuberoso
– Appunti
didattici
uso laboratorio
ver. 00 ver. 00-09
Dott.
I.G. Tuberoso
– Appunti
didattici
Chimica Analitica
I
cationi
possono
essere
titolati
mediante
la
formazione di complessi con reagenti di natura
organica che contengono gruppi elettron donatori e
capaci di formare legami covalenti multipli (dativi).
Le reazioni di complessazione sono molto utilizzate
in chimica analitica e poiché numerosi complessi
assorbono nella regione UV-Vis, tale metodica si può
accoppiare alle determinazioni spettrofotometriche.
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Tali
complessi
si
formano in vivo tra
molecole organiche e
metalli, come la forma
biologicamente attiva
tra ATP e Mg2+ o la
ferrioxamine B e il Fe3+
nel trattamento della
talassemia.
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La formazione di un composto di coordinazione è
un processo assimilabile a una reazione acido-base
secondo Lewis e ogni atomo che possegga una
coppia di elettroni nello stato di valenza può
comportarsi da donatore nei confronti di un adatto
accettore.
I più comuni donatori sono:
- gli atomi degli alogeni, come ioni alogenuri;
- l’atomo di ossigeno nello ione idrossido e nella
molecola d’acqua;
- l’azoto dell’ammoniaca, NH3, e gli atomi di fosforo
e di arsenico in composti come PF3 o AsCl3.
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Un legante che forma solo un legame coordinativo
viene chiamato monodentato. Leganti che formano
due, tre, quattro, ecc. legami coordinativi si
chiamano bi-, tri-, tetra- dentati o, in generale,
polidentati
Monodentato: ammoniaca
Bidentato: etilendiammina (NH2CH2CH2NH2)
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Per la determinazione di sali metallici può essere
utilizzato come titolante l’acido etilendiammino
tetra acetico (EDTA):
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La molecola di EDTA è un legante esadentato che ha
sei siti potenziali per legare ioni metalici. Poiché gli
atomi donatori si coordinano allo stesso elemento
centrale, l’EDTA è un chelante.
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Un legante chelante forma con l’atomo o ione centrale
uno o più anelli chelati e il complesso che ne risulta si
chiama complesso chelato o, semplicemente, chelato.
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Proprietà dell’EDTA
H4Y = H+ + H3Y¯
K1 = 1,02 . 10-2
H3Y¯= H+ + H2Y2-
K2 = 2,14 . 10-3
H2Y2-= H+ + HY3-
K3 = 6,92 . 10-7
HY3-= H+ + Y4-
K4 = 5,50 . 10-11
Ag+ +
Ca2+ +
Al3+ +
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Y -4
Y -4
Y -4
=
=
=
AgY3CaY2AlY1-
Composizione delle soluzioni di EDTA in funzione del pH
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L’EDTA forma complessi stabili 1:1 (1moleEDTA =
1moleMn+) con tutti i metalli ad eccezione di quelli
alcalini; i metalli alcalino-terrosi possono essere
titolati in tampone ammonio cloruro a pH=10.
L’equazione generale per la titolazione è:
Mn+ + Y4-
MY(n-4)+
( n - 4) 
[MY
]
K
n
4[M ][Y ]
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INDICATORI
H2In¯ = H+ + HIn2(rosso)
(blu)
HIn2- = H+ + In3(blu)
K2 = 5,0 . 10-7
K3 = 2,8 . 10-12
(arancione)
Nero eriocromo T
MIn- + HY3Dott. Carlo I.G. Tuberoso – Appunti didattici Chimica Analitica ver. 00-09
HIn2- + MY2-
INDICATORI
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pH minimo necessario per
un’efficace titolazione con EDTA
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Le titolazioni complessometriche sono simili a
quelle acido-base. Per es. nel caso della
titolazione del Ca2+:
Ca2+ + Y4- = [Ca Y]2-2
[CaY ]
10
K
 5  10
-4
2
[Ca ][Y ]
2-
[CaY ]
[Ca ] 
K
2 2
2[
CaY
]
2
[Ca ] 
K
pCa = -log [Ca2+]
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Titolare 10mL di Ca2+ 0,01M con EDTA 0,01M
EDTA
(mL)
0,0
[Ca2+]
pCa
1,0 10-2
2,00
2,0
6,7 10-3
2,18
4,0
4,3
10-3
2,37
9,0
5,3 10-4
3,28
9,9
5,0 10-5
4,30
10,0
3,2 10-7
6,50
10,1
2,0 10-9
8,70
11,0
2,0 10-10
9,70
C Ca 2 - C2-EDTA
[CaY ]
2
[Ca ] 
Vtot
C Ca 22[CaY ]
2
[Ca ] 
K
C Ca 2
[CaY 2- ]
[Ca ] 
[Y 4- ]K
2
C EDTA - C Ca 2
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Durezza dell’acqua
Una delle applicazioni più comuni delle
titolazioni con EDTA è la determinazione della
durezza dell’acqua. La durezza è dovuta alla
presenza di Ca, Mg e metalli pesanti che
possono precipitare ostruendo tubi e caldaie.
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